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科學(xué)研究：

研究方向：

主要研究數(shù)碼攝像技術(shù)在煙羽不透光度監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用；激光光學(xué)遙感技術(shù)探測(cè)飛塵排放。

承擔(dān)的科研項(xiàng)目情況：

1. 中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目，“城市交通源黑碳與金屬元素的污染特征與排放機(jī)制研究”，項(xiàng)目編號(hào)KZCX2-EW-408，2011.1-2013.12，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

2. 國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目，“基于激光和衛(wèi)星遙感技術(shù)的城市二氧化碳濃度三維分布特征研究及其對(duì)城市熱環(huán)境的影響”，項(xiàng)目編號(hào)41005081，2011.1-2013.12，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

3. 福建省自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目，“基于光學(xué)遙感技術(shù)觀測(cè)大氣顆粒物的標(biāo)準(zhǔn)化方法開發(fā)及研究”，項(xiàng)目編號(hào)2011J06018，2011.4-2014.4，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

4. 福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，“利用光學(xué)遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)城市無組織排放的大氣顆粒污染物(PM2.5和PM10)”，項(xiàng)目編號(hào)2010Y0056，2010.3-2012.3，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

5. 廈門市科技計(jì)劃杰出青年創(chuàng)新人才計(jì)劃項(xiàng)目，“雙相機(jī)方法觀測(cè)大氣能見度”，項(xiàng)目編號(hào)3502Z20105008，2010.1-2011.12，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

6. 環(huán)保部公益行業(yè)科研專項(xiàng)，“海峽西岸城市群大氣復(fù)合污染成因及其減排和管理機(jī)制研究”，項(xiàng)目編號(hào)：201009004，子課題“城區(qū)大氣能見度數(shù)字?jǐn)z像觀測(cè)方法與預(yù)報(bào)系統(tǒng)開發(fā)”，2010.6-2013.6，課題負(fù)責(zé)人。

7. 中國科學(xué)院重要方向項(xiàng)目，“數(shù)字城市環(huán)境網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與示范”，項(xiàng)目編號(hào)KZCX2-YW-453，子課題“大氣環(huán)境多污染物協(xié)同監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成與示范”，2010.2-2012.12月，課題負(fù)責(zé)人。

科研成果：

1、“軍事活動(dòng)飛塵排放因子測(cè)定”，獲得美國國防部陸軍總署頒發(fā)的研發(fā)獎(jiǎng)。

發(fā)明專利：

1、Research, Development, or Operational Support Team Award, U.S. Army, 2008。

2、美國專利授權(quán)，專利號(hào)：US 7,495,767 B2, 授權(quán)日：2009-2-24, 專利名稱：“Digital Optical Method (DOM) and system for determining opacity”。

3、中國發(fā)明專利受理，申請(qǐng)?zhí)枺?01010177047.7，申請(qǐng)日：2010-5-17，專利名稱：“雙數(shù)字相機(jī)大氣能見度觀測(cè)法”。

4、中國發(fā)明專利受理，申請(qǐng)?zhí)枺?01110078731.4，申請(qǐng)日：2011-3-30，專利名稱：“大氣黑碳濃度數(shù)字?jǐn)z像觀測(cè)方法。

資料更新中……

論文專著：

在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊，專著以及國際會(huì)議中發(fā)表論文二十余篇。

發(fā)表論文：

英文：

1.Du, K.*, et al. (2010) Optical Remote Sensing to Quantify Fugitive Particulate Mass Emissions from Stationary Short-Term and Mobile Continuous Sources: Methodology and Examples: Part I, Environmental Science & Technology, in press, DOI: 10.1021/es101904q.

2.Du, K.*, et al. (2010) Optical Remote Sensing to Quantify Fugitive Particulate Mass Emissions from Stationary Short-Term and Mobile Continuous Sources: Field Applications: Part II, Environmental Science & Technology, in press, DOI: 10.1021/es101906v.

3.Du, K., et al. (2009) Evaluation of Digital Optical Method to Determine Plume Opacity during Nighttime, Environmental Science & Technology, Vol. 43, No. 3, 783-789.

4.Du, K.*, et al. (2009) Digital Photographic Technique to Quantify Plume Opacity during Daytime and Nighttime, chapter in book Atmospheric and Biological Environmental Monitoring. Springer-Verlag GmbH., 39-50.

5.Varma, R., Hashmonay, R. A., Du, K., et al. (2008) A Novel Methodology for Fugitive Dust Emission Estimation using Optical Remote Sensing. (In Y. J. Kim & U. Platt (Eds.), Advanced Environmental Monitoring. Springer-Verlag GmbH), 143-154.

6.Du, K., et al. (2007) Field Evaluation of Digital Optical Method to Quantify the Visual Opacity of Plumes, Journal of the Air & Waste Management Association, Vol. 57, No. 7, 836-844.

7.Du, K., et al. (2007) Quantification of Plume Opacity by Digital Photography, Environmental Science & Technology, Vol. 41, No. 3, 928-935.

中文：

1 重氣連續(xù)泄漏擴(kuò)散的風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析 姜傳勝; 丁輝; 劉國梁; 杜可; 宣捷; 趙汝敖 北京城市有毒有害易燃易爆危險(xiǎn)源控制技術(shù)研究中心; 北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心 【期刊】中國安全科學(xué)學(xué)報(bào) 2003-03-30

2 重?zé)熡饠U(kuò)散的風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)研究 劉國梁; 宣捷; 杜可; 趙汝敖 北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院; 北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院 北京 【期刊】安全與環(huán)境學(xué)報(bào) 2004-06-25

3 NKA-Ⅱ大孔吸附樹脂吸附高濃度苯胺溶液的試驗(yàn)研究 占新民; 王建龍; 文湘華; 孔惠; 杜可; 錢易 清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境模擬與污染控制國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室; 清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境模擬與污染? 【期刊】環(huán)境化學(xué) 1999-08-15

資料更新中……

榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：

資料更新中……

媒體報(bào)道：

杜可：用“第三只眼”看城市

《2012》，一部描述“世界末日”的科幻片講述了環(huán)境變化中城市的脆弱。在全球氣候變暖的背景下，一場(chǎng)暴雨可以使一座現(xiàn)代化的城市全面癱瘓，復(fù)雜的異常氣候容易導(dǎo)致流行疾病的快速傳播，

今年初，中國人民大學(xué)與公眾環(huán)境研究中心聯(lián)合發(fā)布了2010年度30個(gè)中外城市空氣質(zhì)量信息公開評(píng)價(jià)報(bào)告，20個(gè)大陸城市無一及格。中國城市雖均開展一定的空氣質(zhì)量信息發(fā)布，但仍處于初級(jí)水平。大氣是會(huì)流動(dòng)的，如何準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)到“流動(dòng)的大氣”，成為治理大氣污染的關(guān)鍵所在。

中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所的杜可研究員和他帶領(lǐng)的“環(huán)境光學(xué)與大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)正在這一領(lǐng)域大展拳腳，這個(gè)年輕的團(tuán)隊(duì)希望借助“第三只眼”，準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)到大氣中的污染物，為環(huán)保部門制定有關(guān)政策提供依據(jù)。

海歸博士的“環(huán)�！敝�路

杜可，1998年畢業(yè)于清華大學(xué)，獲環(huán)境工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位。后免試推薦至北京大學(xué)攻讀碩士研究生，2001年獲大氣環(huán)境理學(xué)碩士學(xué)位。2007年畢業(yè)于美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校，獲環(huán)境工程專業(yè)空氣質(zhì)量工程方向博士學(xué)位。之后作為大氣質(zhì)量專家在休斯敦為多家石油及化工企業(yè)提供環(huán)保技術(shù)與管理咨詢服務(wù)。

2002年至2005年，杜可獨(dú)立承擔(dān)美國國防部“煙羽不透光度研究”項(xiàng)目，并發(fā)明了“Digital Optical Method”(DOM)應(yīng)用數(shù)字相機(jī)觀測(cè)可見顆粒物煙羽的不透光度。該方法創(chuàng)造性地應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)結(jié)合大氣輻射傳輸?shù)幕�本原理，克服了已有各種方法的局限，使對(duì)可見煙羽的不透光度觀測(cè)更加客觀、經(jīng)濟(jì)、和靈活，具有在全美工業(yè)點(diǎn)源監(jiān)測(cè)工作中推廣的潛力。該方法于2009年獲得美國國家發(fā)明專利授權(quán)。2006年美國國家環(huán)保局空氣質(zhì)量規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)辦公室在其頒布的一份備忘錄中指出，在全美推廣數(shù)字?jǐn)z像方法來監(jiān)測(cè)工業(yè)排放源排放的煙羽不透光度能夠給美國帶來每年至少2億美元的開支節(jié)省。為此，美國測(cè)試與材料協(xié)會(huì)（ASTM）專門成立由來自政府，大學(xué)，企業(yè)等部門的專家組成的專家組做此方法的標(biāo)準(zhǔn)化工作，杜可博士作為專家組最初的五名成員之一，為標(biāo)準(zhǔn)方法的建立提供了技術(shù)支持并起草了最初版本的標(biāo)準(zhǔn)方法。在隨后的3年中，來自工業(yè)界，學(xué)術(shù)界，和政府部門的專家加入進(jìn)來，擴(kuò)大至二十多人，經(jīng)過不斷完善補(bǔ)充，該標(biāo)準(zhǔn)方法最終在2009年作為ASTM的標(biāo)準(zhǔn)方法發(fā)表。美國國家環(huán)保局空氣監(jiān)測(cè)與質(zhì)量司前任長官Tom Logan評(píng)價(jià)“杜博士的煙羽不透光度數(shù)字?jǐn)z像監(jiān)測(cè)法在實(shí)施成本和準(zhǔn)確性方面都達(dá)到了替代USEPA標(biāo)準(zhǔn)方法（Method 9）的要求…該方法在美國國家科學(xué)院和政府財(cái)政辦公室的報(bào)告中被強(qiáng)烈推薦⋯⋯我深信，杜博士在顆粒物排放測(cè)定方面的研究，帶來的是新一代的，能適用各樣復(fù)雜環(huán)境條件的，高效且低成本的方法和技術(shù)⋯⋯”。2011年4月，美國國家環(huán)保局正式公布，將數(shù)字?jǐn)z像觀測(cè)煙羽不透光度的方法作為原標(biāo)準(zhǔn)方法的一種替代方法應(yīng)用于全美工業(yè)源排放達(dá)標(biāo)情況監(jiān)測(cè)。

2005年至2009年，杜可在美國國防部、能源部、國家環(huán)保署共同主持的戰(zhàn)略環(huán)境研究與發(fā)展計(jì)劃（SERDP）項(xiàng)目的支持下開發(fā)了應(yīng)用激光遙感技術(shù)觀測(cè)顆粒物煙羽質(zhì)量分布及對(duì)排放通量進(jìn)行原位實(shí)時(shí)觀測(cè)的方法。軍事訓(xùn)練活動(dòng)造成的顆粒物排放問題一直困擾全美各軍事基地。為了達(dá)到“像實(shí)戰(zhàn)一樣訓(xùn)練”的目標(biāo)同時(shí)又有效控制對(duì)周邊地區(qū)的污染需要深入了解該類活動(dòng)造成的污染排放情況。在這一需求導(dǎo)向下，杜可博士首創(chuàng)垂直掃描式激光雷達(dá)觀測(cè)無組織顆粒物排放通量技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用到位于美國亞利桑那州、華盛頓州、科羅拉多州等地的美軍基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)武裝直升機(jī)、火炮和裝甲戰(zhàn)車產(chǎn)生的無組織顆粒物排放，并定量排放因子。其結(jié)果可以應(yīng)用于模擬軍事基地排放對(duì)周邊造成污染情況，為評(píng)價(jià)污染控制措施的有效性，制定合理的環(huán)保規(guī)范提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該項(xiàng)研究的成果以系列論文的形式發(fā)表在2011年ES&T上，該期刊把這項(xiàng)研究作為當(dāng)期的特色文章在其網(wǎng)站上加以推介。由于在該項(xiàng)目中的突出貢獻(xiàn)，杜可博士及其所在團(tuán)隊(duì)被授予美國國防部陸軍總署頒發(fā)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)。

找到監(jiān)測(cè)污染物的“第三只眼”

由于大氣污染物的濃度和分布是隨時(shí)間、空間和氣象、水文條件及污染源排放情況等因素的變化不斷改變的，因此需要及時(shí)獲得污染物在環(huán)境中的動(dòng)態(tài)變化信息，從而正確評(píng)價(jià)污染狀況，并為研究污染物擴(kuò)散、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律提供依據(jù)。為實(shí)現(xiàn)這一目的，傳統(tǒng)的布點(diǎn)監(jiān)測(cè)方式已不能滿足需要，必須發(fā)展能夠在大時(shí)空尺度進(jìn)行多維度連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的新技術(shù)。

“國外的城市環(huán)保已經(jīng)做的不錯(cuò)了，國內(nèi)的城市建設(shè)更需要我的技術(shù)，我的事業(yè)也需要更廣闊的平臺(tái)”，2009年底，杜可博士帶著他在國外學(xué)習(xí)多年的理論和實(shí)踐成果，作為海外引進(jìn)人才加入中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所，同時(shí)組建“環(huán)境光學(xué)與大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)并擔(dān)任負(fù)責(zé)人，繼續(xù)開展應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)及光學(xué)遙感技術(shù)觀測(cè)大氣顆粒物光學(xué)特性的研究。新技術(shù)的運(yùn)用，使他在觀測(cè)城市環(huán)境污染中找到了“第三只眼”。

回國以后，國家給予了杜可比國外更廣闊的施展平臺(tái)并賦予了他更多更重的科研任務(wù)。在短短的一年間，杜可博士先后獲得國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、環(huán)保部公益科研專項(xiàng)、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目、福建省重點(diǎn)項(xiàng)目、福建省杰青項(xiàng)目、廈門市杰青項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。梅花香自苦寒來。杜可博士的研究取得了豐碩的成果，已有兩項(xiàng)發(fā)明專利被受理，并投稿多篇國際期刊和會(huì)議論文。

光學(xué)遙感 讓城市環(huán)境監(jiān)測(cè)“細(xì)致入微”

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種探測(cè)技術(shù)，是根據(jù)電磁波的理論，應(yīng)用各種傳感儀器對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射和反射的電磁波信息，進(jìn)行收集、處理，并最后成像，從而對(duì)地面各種景物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的一種綜合技術(shù)。遙感信息技術(shù)的應(yīng)用帶來了環(huán)境信息獲取和處理方法的一場(chǎng)革命，重新定義了環(huán)境保護(hù)的研究范圍、內(nèi)容和方法，顛覆了傳統(tǒng)的環(huán)保概念。如今，遙感技術(shù)已然成為環(huán)保領(lǐng)域的一支“生力軍”。

據(jù)杜可博士介紹，遙感技術(shù)不僅具有速度快、成本低、監(jiān)測(cè)范圍廣等特點(diǎn),其還能進(jìn)行長期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),此外,遙感技術(shù)還能將有時(shí)用常規(guī)方法難以揭示的污染源及其擴(kuò)散的狀態(tài)發(fā)現(xiàn)出來。

“遙感技術(shù)最突出的功能就是不需要采樣就可以直接進(jìn)行區(qū)域性的跟蹤測(cè)量,快速定點(diǎn)定位污染源,核定污染范圍、以及污染物在大氣中的分布、擴(kuò)散等,從而獲得比較全面的信息�！碧崞疬b感技術(shù)，杜可博士滔滔不絕�！斑b感監(jiān)測(cè)技術(shù)按工作平臺(tái)類型可分為地基遙感、機(jī)載和衛(wèi)星遙感；按工作波段可分為紫外、可見、紅外、微波遙感；按光譜特征可分為多光譜遙感和激光遙感；按電磁波來源又可分成主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感⋯⋯”

城市大氣污染的遙感監(jiān)測(cè)主要是通過遙感手段調(diào)查產(chǎn)生大氣污染的污染源的分布、污染源周圍的擴(kuò)散條件、污染物的擴(kuò)散影響范圍等。其觀測(cè)原理是根據(jù)光與污染物的相互作用，直接或間接地獲取污染物濃度與分布信息。因此，通過遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果可對(duì)城市污染源及其擴(kuò)散影響、污染程度等進(jìn)行分析研究。此外，對(duì)城市大氣的監(jiān)測(cè)要結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的資料進(jìn)行分析，以獲取定量化的大氣污染指標(biāo)。利用地物的波譜測(cè)試數(shù)據(jù)、彩色紅外遙感圖像及少量常規(guī)大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可獲取關(guān)于城市大氣環(huán)境質(zhì)量的基本數(shù)據(jù)，并建立城市大氣污染的評(píng)價(jià)模型。

環(huán)境光學(xué)技術(shù)檢測(cè)汽車尾氣

近年來我國汽車產(chǎn)業(yè)快速增長，一方面促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的空氣污染。環(huán)保部有關(guān)官員曾表示，機(jī)動(dòng)車排放是部分大中城市大氣污染的主要來源，因此，嚴(yán)格控制機(jī)動(dòng)車排放量是治理大氣污染的關(guān)鍵�！袄�用環(huán)境光學(xué)技術(shù)可以監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車尾氣中黑碳的含量”，杜可博士表示，這正是他們所從事的研究在實(shí)際生活中的具體運(yùn)用。

環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理是利用尾氣中污染物對(duì)光的吸收或散射進(jìn)行分析，從而監(jiān)測(cè)出各項(xiàng)污染物的濃度。 據(jù)了解，現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)普遍采用“年檢”方法，并不能完全真實(shí)反映車輛在線的排放狀況。杜可博士希望，通過環(huán)境光學(xué)技術(shù)監(jiān)測(cè)尾氣中黑碳的含量，可以幫助有關(guān)部門制定機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)起到參考作用。

來源：《科學(xué)中國人》2011年13期