迎战看不见的敌人
全球现时每10个人，便有九个的呼吸系统因灰尘、二氧化氮、二氧化硫等空气污染物而受到损害。你是否也身受其害？仅以2016年计算，这些肉眼难以看见的悬浮粒子，便在全球导致420万人死亡，中国为此损失的国内生产总值更高达约380亿美元。
科大环境及可持续发展学部(ENVR)副教授宁治警告：「空气中看不见的污染物，可以损害环境和公众健康。」宁教授不仅是研发及使用高效环境监察传感系统的权威，更身体力行，站於改善香港空气质素之战的前线。
小装置 大作用
宁教授约20年前首次感受到空气污染带来的影响。当年，他与同行的研究团队於美国威斯康辛州一个地底煤矿收集柴油机尾气的资料。「发动机每次开动，不消一会，我的喉头便变得十分乾涸。对我来说，当天的亲身体验比抽象的数据或数字更有意义。」
身为世界卫生组织及世界气象组织专家组成员的宁教授，大力提倡使用成本低廉的专业微型传感器。微型传感系统技术为监察空气带来革命性的转变，除了有效增强专业人员的研究能力，亦令公众得以透过自行监察空气质素来保障个人健康。他说：「这些传感器通常只有手掌大小，但可轻易量度多种污染物，威力远胜传统的大型分析仪器。」
2015年，宁教授的团队与环境保护署合作，设计了一个健康风险监察网络，覆盖该年「渣打香港马拉松」途经的主要地点。翌年，他们又推出香港首个流动空气质素传感网络，善用巴士在城中四处行走的特点，通过装设在巴士上的监察器评估空气污染物浓度。
更小 更快 更好
向来把握每个机会挑战科技极限的宁教授，深信因技术突破而出现的更小巧、传输速度更快和準确的传感器可与自己的研究融会贯通。
宁教授於2017年加入科大；不久，环境及可持续发展学部便取得重大突破，提出建基於新传感器技术的空气质素监察方案。2019年一月，学部更进一步，积极回应香港政府的呼籲，为当局执法遏阻轮船排放有害物质提供技术支援。
宁教授指出：「政府当时急需更有效的方法，验證在香港水域的远洋轮船是否符合低硫燃油规定。」以往，同类的监察过程複杂，需要耗用大量时间和人力，当中涉及以人手检查和分析个别轮船的航海日誌、烟雾阻光度，以及在实验室分析燃油样本。他补充说：「到发现问题时，涉事船只往往已远离香港水域。」
宁教授热爱无人机，很快便因为这嗜好而想到监察轮船燃油的崭新方案。「我喜欢使用无人机在空中拍摄壮丽照片，但这绝非它的唯一用途。」他立时著手实践构思，将小小的无人机，化为轻巧的空气污染物「嗅查」工具。他说：「在我看来，无人机与传感器的结合，是自然而然的事。」
他研发的传感系统以无人航空载具(UAV)为基础，配备强大的红外线摄影机，能追踪在海上航行的轮船，并飞往船只的烟雾所在位置。这些空中传感器可量度燃油含硫量，并於两分钟内得出结果，使筛查和搜捕违法者变得更容易。
他自豪地说：「我们为优化有关技术和规程花了大量心血。无人机的负荷量有限，而我们的传感系统只约700克重。另外，系统的电池续航力最少有四小时，加上配备逐秒数据传输能力，令它能够出色地完成任务！」
事实證明，宁教授的系统成效卓著：深圳海事局与香港同期采用这监察平台，不久便在其管辖的海岸排放控制区截获两艘违规船只。
探索未知的热情
宁教授对都市空气污染问题萌生兴趣，源於其硕士生涯，当时他正研究「内燃」这门可追溯至18世纪的远古学问。「燃料在现代引擎内燃烧时，当中过程非常複杂，很多谜团至今未解。要怎样破解谜团并研发足以解决废气问题的新技术，我十分感兴趣。」
有志研究空气污染，促使他选择於南加州大学攻读环境工程学博士。「由於空气质素是一门範围极广的专科，我因此能接触林林总总的议题，像监察空气质素的突破性技术，以及污染物对人体健康的影响。」
接下来在美国度过的六年里，宁教授大大增进了自己的阅历，成果丰硕。2011年，他回到香港，开始与城中学者合作，推广可持续发展及改善空气质素。
当被问到是甚麽燃点了自己的研究热忱时，他指向办公室墙上一幅自製海报：上面并列了两幅照片，一幅是阿波罗12号航天员Alan BEAN手持从探月任务收集的月球土壤样本；另一幅的相中人则是宁教授在武汉医院的同事，手中紧抓著生物气溶胶取样器，当时是2020年初，正值新冠肺炎爆发初期。
那时候，人们对这可怕的新病毒所知不多，坊间猜测四起，宁教授迅即行动，借助自己修读博士时所习得的气溶胶物理学知识，对病毒进行空气动力学分析，以了解它能否藉空气传播。他说：「谁能想像多年前取得的经验，今天竟然可以大派用场？病毒透过空气传播的发现，其实与日常生活息息相关，像我们常常建议：『冲厕前要先盖上厕所板』。」
在宁教授眼里，这张海报言简意赅，完美地表逹了自己的科学理念，以及透过科研造福社会的热切期盼。海报上的一段说明文字正是他的心声：「人类努力不懈拓展知识，让我们成功登月，同时赋予我们力量，克服对未知的恐惧。」
他钦佩地说：「面对生死难关，航天员与科学家都展现出这份勇气。我很荣幸能为抵达、甚至拓展人类知识极限而略尽绵力。」
踏上新征途
只有40出头的宁教授，非常享受解决难题所带来的挑战，亦期望发挥更大影响力。
因此，他最近联合科大同事，与环境保护署及政府飞行服务队开展了为期叁年的合作计划，目标是深入了解大湾区过去10年其中一个最棘手的空气污染问题——臭氧的形成和传送路径。
团队现时正利用配备实时空气传感及采样系统的船队及直升机队，在海面至600米高的香港及周边空域及海域监察空气污染物。宁教授说：「能够深入了解臭氧在上述地表高度的浓度和分佈，将大有用处。」
上述行动将有助团队从海、陆、空三方面编製关於臭氧污染的多方垂直分析。是次计划比同类型研究均来得全面，涉猎的层面更深入更广泛，大大帮助我们了解香港及大湾区的臭氧源头、分佈、严重性及影响。宁教授补充：「有关结果可让我们以崭新角度审视问题，加快制定以科学为本的政策，有效控制区内污染情况。」
根据政府发表的《香港清新空气蓝图2035》，香港将进一步收紧管制含硫量及臭氧管理的法例。由宁教授领导的无人机传感系统及臭氧研究，必定会在未来发挥重要作用。
他说：「科学家有责任挺身而出，为需要我们帮助的人出谋献策，以知识造福社群。」
