香港理工大學（理大）致力透過科研推動社會發展，在研資局的「主題研究計劃」資助下，圍繞「建設可持續環境」展開了多項具影響力的前瞻性研究，以應對社會面臨的迫切挑戰。理大研究人員在多個關鍵領域取得突破，從改善空氣質素、革新建築技術，到提升城市應對災害的能力，其創新成果正為香港及其他地區的未來發展帶來深遠影響。

解構空氣污染黑盒子　守護公眾健康

空氣污染是全球最大環境健康風險問題，而懸浮粒子PM₂.₅便是主要威脅之一。有見及此，理大建設及環境學院院長、環境科學及技術講座教授及高贊明可持續城市發展教授李向東教授領導團隊，展開名為「剖析空氣污染與公共健康之關係以實現變革性的空氣質素管理」的研究計劃。

李教授深入探究污染與健康的根本關聯，他表示：「空氣污染導致不少健康風險，當中以微細懸浮粒子PM₂.₅最令人關注，可侵入人體肺部深處及其他器官。」他的研究旨在確定PM₂.₅的關鍵有害成分和排放源頭，揭示PM₂.₅誘導慢性阻塞性肺病和缺血性心臟病發作的關聯。PM₂.₅是成分複雜、來源廣泛的混合物，團隊利用各地監測網絡、研究合作和前沿技術，透過環境毒理學和分子流行病學，進行研究。

基於詳實的科學證據，為未來的PM₂.₅研究提供指引，並評估針對PM₂.₅有害成分來源的控制策略，檢討空氣質素指標，提出適用於香港及各地的空氣質素管理方案，為保護公眾健康建議有效的空氣質素政策。長遠而言，此項研究建立的綜合方法，未來可拓展到有關 PM₂.₅對長期健康影響的研究，例如肺癌和神經退行性病變等相關病症。

應對光化學煙霧 剖析臭氧污染成因

除了懸浮粒子，由陽光引發化學反應而產生的臭氧等光化學污染物，亦持續影響空氣質素、公眾健康及生態環境。理大土木及環境工程學系大氣環境講座教授王韜教授所領導的「亞熱帶城市群區域大氣光化學污染：從微環境到城市- 陸地-海洋的相互作用」研究項目，對城市交通/工業、陸地生態和海洋來源的混合污染物的大氣氧化過程，進行綜合研究。

王教授指出：「臭氧和細顆粒物是主要的大氣污染物。自2018年1月以來，此項目開展了一系列實驗室分析、外場觀測，和數值模擬的綜合研究，聚焦城市和工業化地區的光化學空氣污染，並分析其趨勢。研究量化了來自土壤的活性氮和樹木釋放的有機氣體的排放因子，亦評估了來自人類活動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徑與複雜性，並成功改進空氣質素預測模型。團隊更基於研究成果，為華北地區的冬季霧霾和華南地區的光化學煙霧提出了額外的緩解措施。

項目研究成果為實施清潔空氣計劃和大氣污染調控策略，提供重要的科學依據。研究取得的科學成果包括：揭示臭氧在污染地區空氣質量中的重要作用，闡明有機顆粒物的新來源和產生途徑，以及二次污染對揮發性排放的增強反應。

展望未來，研究團隊將繼續深入分析來自城市交通、工業、陸地生物及海洋等複雜排放源的基礎氧化化學過程。

環保建築材料　革新可持續海洋基建

海洋基礎設施長期面對兩大挑戰：鋼筋腐蝕導致結構老化，以及用於製造混凝土的淡水和河沙資源短缺。為此，理大進行一項名為「基於海水海砂混凝土與纖維增強複合材料的新型可持續海洋工程結構」研究，旨在改變未來海洋基建。項目統籌是理大土木及環境工程學系教授余濤教授，以及理大校長滕錦光教授擔任顧問項目統籌。

余教授闡述了項目理念：「香港和其他沿海城市的社會、經濟發展，其運作高度依賴海洋基礎設施。我們的研究旨在研發一種新型混凝土結構，實現可持續海洋工程結構，以纖維增強複合材料取代鋼筋作為增强材料，並能在混凝土中使用海水和海砂。」

這種結合了纖維增強樹脂基複合材料（FRP）和海水海砂混凝土（SSC）的創新結構，擁有優良的抗腐蝕性和耐久性，並有效解決鋼筋鏽蝕問題，適合廣泛工程應用。這種結構不僅更耐用，同時減少施工過程中的能源消耗和環境影響，革新海洋基建。

為了推動FRP-SSC結構應用，項目團隊開展大量研究工作，深入揭示該新型海洋工程結構的力學性能，並建立了相應的長期性能分析、設計方法，及該結構的建造方法。團隊亦已開發基於光纖的感應器，用以監測結構內部的濕度、酸鹼度及有害離子，將有助延長海洋基建的壽命，並為全球相關工程項目提供更具可持續性的創新方案。

發展智能消防科技　提升城市防災韌性

密集而複雜的城市環境中，火災風險只增不減，故提升防災韌性是可持續發展的關鍵一環。由理大建築環境及能源工程學系系主任及建築科學和消防安全工程講座教授Asif Sohail Usmani教授領導「SureFire: 智慧城市災害防控和火災應急研究」項目，利用尖端科技應對現代消防挑戰。

全球高層建築物火災頻生，對高密度城市環境的安全性、可持續發展和應對災害的彈性，面臨全新的挑戰。利用數據生成網絡、實時監測，以及基於物理學和人工智能的預測分析等智能城市技術，有力實現更智能的干預，以減輕城市發生重大緊急事故的後果。

基於此理念，團隊開發出「SureFire」智能預測工具，Usmani教授介紹：「它是利用建築物或基礎設施中的內置傳感器，並輔以額外配置的傳感器，實時監測火勢發展，並通過人工智能輔助模擬，在嚴重火災事故中預測關鍵事件，協助應急救援人員作出知情決策。」

此項目的願景是實現更智能、更安全的城市應急管理，Usmani教授形容SureFire具有賦能消防機械人的潛力，從而實現完全自動化、零傷亡的消防工作。透過持續研發，團隊致力將重大關鍵事件預測技術化為現實，全面提升城市基礎設施應對火災的能力，為智能城市的安全防護開創全新篇章。

創建城市綠化樂場　應對極端酷熱天氣

全球熱浪日益頻繁，城市熱島效應加劇高溫持續，令市民傾向減少戶外活動，長時間逗留室內導致冷氣用電量大增。理大建築環境及能源工程學系建築環境及能源學講座教授牛建磊教授領導的「遍佈室外熱舒適小區的健康韌性城市」研究，助力規劃熱舒適度的城市環境。

牛教授強調應對氣候變化的迫切性：「發展具抗熱能力的綠色城市規劃，為改善未來宜居環境至關重要。」牛教授與研究團隊致力為城市規劃「室外局地舒適小區」（樂場），他解釋道：「即使在夏季炎熱潮濕、建築密度高的香港，仍能見到樂場的設計。例如，由架空建築形成的半室外空間，具備遮陽光功能，亦能引導下沉氣流、促進通風，對於提升行人區的熱舒適度具關鍵作用」

研究透過大數據分析和人工智能技術，實現建築形態和總體規劃的「自我驅動式」優化；同時結合地理信息系統（GIS）和建築信息模型（BIM），並輔以先進的建模和模擬技術，對風、熱和濕度進行分析，運用科學的微氣候設計方法，促進城市設計中的本地化樂場建構。

該計劃未來將深度整合人工智能與大數據分析技術，構建一個舒適的、健康、具韌性城市。牛教授期望為城市規劃帶來變革，系統性地設計更多健康宜人的戶外空間，以應對氣候變化的挑戰，提升市民的生活質素。

（資料及相片由客戶提供）