香港理工大学（理大）致力透过科研推动社会发展，在研资局的“主题研究计划”资助下，围绕“建设可持续环境”展开了多项具影响力的前瞻性研究，以应对社会面临的迫切挑战。理大研究人员在多个关键领域取得突破，从改善空气质素、革新建筑技术，到提升城市应对灾害的能力，其创新成果正为香港及其他地区的未来发展带来深远影响。

解构空气污染黑盒子　守护公众健康

空气污染是全球最大环境健康风险问题，而悬浮粒子PM₂.₅便是主要威胁之一。有见及此，理大建设及环境学院院长、环境科学及技术讲座教授及高赞明可持续城市发展教授李向东教授领导团队，展开名为“剖析空气污染与公共健康之关系以实现变革性的空气质素管理”的研究计划。

李教授深入探究污染与健康的根本关联，他表示：“空气污染导致不少健康风险，当中以微细悬浮粒子PM₂.₅最令人关注，可侵入人体肺部深处及其他器官。”他的研究旨在确定PM₂.₅的关键有害成分和排放源头，揭示PM₂.₅诱导慢性阻塞性肺病和缺血性心脏病发作的关联。PM₂.₅是成分复杂、来源广泛的混合物，团队利用各地监测网络、研究合作和前沿技术，透过环境毒理学和分子流行病学，进行研究。

基于详实的科学证据，为未来的PM₂.₅研究提供指引，并评估针对PM₂.₅有害成分来源的控制策略，检讨空气质素指标，提出适用于香港及各地的空气质素管理方案，为保护公众健康建议有效的空气质素政策。长远而言，此项研究建立的综合方法，未来可拓展到有关 PM₂.₅对长期健康影响的研究，例如肺癌和神经退行性病变等相关病症。

应对光化学烟雾 剖析臭氧污染成因

除了悬浮粒子，由阳光引发化学反应而产生的臭氧等光化学污染物，亦持续影响空气质素、公众健康及生态环境。理大土木及环境工程学系大气环境讲座教授王韬教授所领导的“亚热带城市群区域大气光化学污染：从微环境到城市- 陆地-海洋的相互作用”研究项目，对城市交通/工业、陆地生态和海洋来源的混合污染物的大气氧化过程，进行综合研究。

王教授指出：“臭氧和细颗粒物是主要的大气污染物。自2018年1月以来，此项目开展了一系列实验室分析、外场观测，和数值模拟的综合研究，聚焦城市和工业化地区的光化学空气污染，并分析其趋势。研究量化了来自土壤的活性氮和树木释放的有机气体的排放因子，亦评估了来自人类活动和海洋的氯化物排放，揭示了早期研究低估了土壤排放和高估了生物源。”

研究揭示了污染形成的新途径与复杂性，并成功改进空气质素预测模型。团队更基于研究成果，为华北地区的冬季雾霾和华南地区的光化学烟雾提出了额外的缓解措施。

项目研究成果为实施清洁空气计划和大气污染调控策略，提供重要的科学依据。研究取得的科学成果包括：揭示臭氧在污染地区空气质量中的重要作用，阐明有机颗粒物的新来源和产生途径，以及二次污染对挥发性排放的增强反应。

展望未来，研究团队将继续深入分析来自城市交通、工业、陆地生物及海洋等复杂排放源的基础氧化化学过程。

环保建筑材料　革新可持续海洋基建

海洋基础设施长期面对两大挑战：钢筋腐蚀导致结构老化，以及用于制造混凝土的淡水和河沙资源短缺。为此，理大进行一项名为“基于海水海砂混凝土与纤维增强复合材料的新型可持续海洋工程结构”研究，旨在改变未来海洋基建。项目统筹是理大土木及环境工程学系教授余涛教授，以及理大校长滕锦光教授担任顾问项目统筹。

余教授阐述了项目理念：“香港和其他沿海城市的社会、经济发展，其运作高度依赖海洋基础设施。我们的研究旨在研发一种新型混凝土结构，实现可持续海洋工程结构，以纤维增强复合材料取代钢筋作为增强材料，并能在混凝土中使用海水和海砂。”

这种结合了纤维增强树脂基复合材料（FRP）和海水海砂混凝土（SSC）的创新结构，拥有优良的抗腐蚀性和耐久性，并有效解决钢筋锈蚀问题，适合广泛工程应用。这种结构不仅更耐用，同时减少施工过程中的能源消耗和环境影响，革新海洋基建。

为了推动FRP-SSC结构应用，项目团队开展大量研究工作，深入揭示该新型海洋工程结构的力学性能，并建立了相应的长期性能分析、设计方法，及该结构的建造方法。团队亦已开发基于光纤的感应器，用以监测结构内部的湿度、酸碱度及有害离子，将有助延长海洋基建的寿命，并为全球相关工程项目提供更具可持续性的创新方案。

发展智能消防科技　提升城市防灾韧性

密集而复杂的城市环境中，火灾风险只增不减，故提升防灾韧性是可持续发展的关键一环。由理大建筑环境及能源工程学系系主任及建筑科学和消防安全工程讲座教授Asif Sohail Usmani教授领导“SureFire: 智慧城市灾害防控和火灾应急研究”项目，利用尖端科技应对现代消防挑战。

全球高层建筑物火灾频生，对高密度城市环境的安全性、可持续发展和应对灾害的弹性，面临全新的挑战。利用数据生成网络、实时监测，以及基于物理学和人工智能的预测分析等智能城市技术，有力实现更智能的干预，以减轻城市发生重大紧急事故的后果。

基于此理念，团队开发出“SureFire”智能预测工具，Usmani教授介绍：“它是利用建筑物或基础设施中的内置传感器，并辅以额外配置的传感器，实时监测火势发展，并通过人工智能辅助模拟，在严重火灾事故中预测关键事件，协助应急救援人员作出知情决策。”

此项目的愿景是实现更智能、更安全的城市应急管理，Usmani教授形容SureFire具有赋能消防机械人的潜力，从而实现完全自动化、零伤亡的消防工作。透过持续研发，团队致力将重大关键事件预测技术化为现实，全面提升城市基础设施应对火灾的能力，为智能城市的安全防护开创全新篇章。

创建城市绿化乐场　应对极端酷热天气

全球热浪日益频繁，城市热岛效应加剧高温持续，令市民倾向减少户外活动，长时间逗留室内导致冷气用电量大增。理大建筑环境及能源工程学系建筑环境及能源学讲座教授牛建磊教授领导的“遍布室外热舒适小区的健康韧性城市”研究，助力规划热舒适度的城市环境。

牛教授强调应对气候变化的迫切性：“发展具抗热能力的绿色城市规划，为改善未来宜居环境至关重要。”牛教授与研究团队致力为城市规划“室外局地舒适小区”（乐场），他解释道：“即使在夏季炎热潮湿、建筑密度高的香港，仍能见到乐场的设计。例如，由架空建筑形成的半室外空间，具备遮阳光功能，亦能引导下沉气流、促进通风，对于提升行人区的热舒适度具关键作用”

研究透过大数据分析和人工智能技术，实现建筑形态和总体规划的“自我驱动式”优化；同时结合地理信息系统（GIS）和建筑信息模型（BIM），并辅以先进的建模和模拟技术，对风、热和湿度进行分析，运用科学的微气候设计方法，促进城市设计中的本地化乐场建构。

该计划未来将深度整合人工智能与大数据分析技术，构建一个舒适的、健康、具韧性城市。牛教授期望为城市规划带来变革，系统性地设计更多健康宜人的户外空间，以应对气候变化的挑战，提升市民的生活质素。

（资料及相片由客户提供）