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天津環境保護科學研究院堅持科技創新、科學引領，為濱海新區開發開放、為天津經濟發展和城市建設提供高水平環保科技支撐的指導思想，將建設具有國際先進水平、擁有核心品牌和核心技術的環科院作為目標，先后承擔了國家、部、市級重大科技攻關項目200余項，取得科研成果197項，獲各級科技進步獎147項。承擔編制的《天津生態市建設規劃綱要》，一次性地通過了國家環境保護部和市政府的聯合審查，使天津成為全國直轄市中第一個實施生態市建設的城市。近年來該院先后編制完成各類環境保護規劃、戰略環境影響評價、國家及地方污染減排標準、污染減排預案等重大環保科技服務項目100余項，攻破了“鋼鐵企業節水減排關鍵技術產業化”等一系列重大科技課題，在編制本市污染減排、生態市建設、濱海新區開發開放、創建全國環保模范城市、中新生態城建設等重大環保規劃中發揮了重要作用。
天津環科院在全國環保科研行業率先建立了科技創新基地，創新基地包括惡臭污染測試與控制、環境規劃與戰略環境評價、循環經濟與清潔生產、環境政策法規與環境標準、生態環境保護技術、水環境管理與治理技術、大氣環境管理與治理技術、危險廢物處置工程技術8個學科領域和一個博士后工作站。進一步整合環保科技資源，前置科研力量，夯實科技創新能力基礎，籌建了“一室五中心”，即國家惡臭污染控制重點實驗室、國家危險廢物處理處置工程技術研發中心、生態環境保護研究中心、環境規劃與戰略環境影響評價研究中心、環境政策法規與環境標準研究中心、水環境技術研究中心，為科研工作搭建了堅實的平臺。
自1986年該院開始與瑞典皇家環境科學研究院開展國際合作研究，至今已長達23年。兩院先后在環境管理與規劃、水污染防治、污水處理技術、生命周期評價、清潔生產技術等多個領域進行合作，取得多項具有國際先進水平的研究成果，并將其本土化應用到環境管理及污染治理工作中，為天津市政府規劃經濟發展和環境保護提供了重要的科學依據。與美國環保局合作開展了“飲用水安全”項目研究，以天津飲用水源地于橋水庫的保護為示范和先導，研發飲用水源地污染防治新技術。與日本北九州市合作開展循環經濟研究，以天津子牙循環經濟產業園為試點，進行循環經濟產業園規劃的環境影響評價研究。目前，天津環科院已與瑞典、挪威、德國等國的科研機構和高等學府達成合作協議，共同申請承擔歐盟等國際組織的科技研究課題。
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