PM2.5溯源
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院賀克斌教授說:“大氣化學(xué)研究有三大方法學(xué),排放清單、外場觀測、實(shí)驗(yàn)室和數(shù)字模擬?!睂?shí)驗(yàn)室模擬最典型的是煙霧箱,外場觀測也必不可缺,這二者研究的數(shù)據(jù)能幫助他建立大氣污染排放清單。
賀克斌一直在給大氣污染源列清單?!爸挥兄懒宋廴疚镉心男?,才能為制定有效的治理措施提供科學(xué)依據(jù)。但是列這樣一個清單太難了,不僅面臨著技術(shù)性問題,更因?yàn)橹袊惺澜缟献顝?fù)雜的排放源?!睋?jù)他介紹,在美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家,落后產(chǎn)能已經(jīng)被淘汰,監(jiān)測具有針對性,但在我國,最先進(jìn)的工藝與落后工藝同時存在,給監(jiān)測增添了很多問題。同時,我們國家技術(shù)更新的速度很快、土地利用的時空變化也很快,這些因素都導(dǎo)致排放清單無法及時更新。
經(jīng)過十幾年的科學(xué)研究積累,科學(xué)家逐步形成了一些基本認(rèn)識。第一,代表二次顆粒物的化學(xué)成分在PM2.5中所占比例逐年增長;第二,重污染時段二次顆粒物的成分比例非常高。比如去年1月13日前后,極高濃度的PM2.5中二次顆粒物來源超過80%。“我們面臨的污染現(xiàn)象是一個典型的復(fù)合型的污染。”賀克斌說。
過去十幾年中排放清單已經(jīng)支撐了一些短期空氣質(zhì)量改善,比如奧運(yùn)會、亞運(yùn)會、世博會等時段。以奧運(yùn)會為例,2006年中國為奧運(yùn)會做排放清單,清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院等單位合作,鑒別出北京地區(qū)80%的二氧化硫來自山東、河北和天津。“一開始是打算針對華北五省進(jìn)行治理,最后又納入山東?!辟R克斌說。在2008年奧運(yùn)會期間,50%左右的大幅度減排,使得奧運(yùn)會時空氣質(zhì)量達(dá)到奧委會要求。
“科學(xué)界對京津冀地區(qū)污染源的認(rèn)識沒有太大爭議,普遍認(rèn)為燃煤、機(jī)動車和揚(yáng)塵是三大污染源?!薄按髿饣姻沧芬蚺c控制”專項(xiàng)組之“大氣灰霾溯源”外場觀測項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人王躍思研究員說,他一直根據(jù)外場觀測在做污染源解析的工作,“只是不同地區(qū)污染源稍有差異,比如北京機(jī)動車污染是第一位的,到了河北工業(yè)燃煤污染是第一位的。北京大氣污染第二位是燃煤,但是不見得完全是北京的燃煤,受周邊的影響很大”。
“污染源除了具有地區(qū)差異,時間上也有差異。天氣好的時候,來自燃煤的污染源是第一位的;如果沒有風(fēng),機(jī)動車污染就上升到第一位。重霾污染時段二者的污染成分占70%以上。”根據(jù)王躍思提供的數(shù)據(jù),北京在2013年1月和2014年2月的霧霾污染事件中,PM2.5在重污染時段的主要來源為機(jī)動車、燃煤、工業(yè)和揚(yáng)塵,分別約占42%、28%、13%和12%;而在清潔時段,燃煤占45%,機(jī)動車僅占13%。
“污染源是變化的,源解析具有不確定性,只能搞準(zhǔn)大方向。即便目前是準(zhǔn)的,明年可能就不一樣了?!?/p>
“一個強(qiáng)大污染來的時候,我們應(yīng)該做什么?目前有效的應(yīng)急措施主要針對燃煤和機(jī)動車。我們首先應(yīng)該減少周邊的煤,控制本地機(jī)動車數(shù)量。但是從長遠(yuǎn)看,還要做許多其他工作。京津冀魯燃煤量占了全國的22%,全球的11%;生產(chǎn)的鋼鐵占了全國的25%,全球的15%。這么大一個燃燒量,我們京津冀魯?shù)拿娣e才占全球陸地面積的0.3%不到。這么小的面積燒了全球11%的煤,我們不是個煙囪是什么?氣象衛(wèi)星遙感監(jiān)測顯示我們這一塊總是紅的,你們不用奇怪,它就是一個紅的?!?注:紅色表示大氣污染強(qiáng)度特別嚴(yán)重的區(qū)域)
“我們覺得高鐵和動車快捷方便,它們都燒電,但是電從哪里來?車從哪里來的?修建鐵路要先鋪設(shè)水泥路基、鋼鐵軌道,車是鐵皮做的,都需要燃煤。說來說去,交通問題也回到燃煤,燃煤是個大問題?!?/p>
“車也不是不能開,但堵車時污染物的排放量是平時的5~10倍;油的質(zhì)量也不好,去年1月份我們發(fā)現(xiàn)大氣中有不明含氮化合物,我們用幾個月時間在京津冀采了幾百個樣本,從中發(fā)現(xiàn)苯胺類物質(zhì)。苯胺類物質(zhì)是什么?是上世紀(jì)三四十年代歐洲就已經(jīng)廢棄的東西?!蓖踯S思說。
有數(shù)字顯示,北京的大氣灰霾治理相比一年前已有成效。觀測數(shù)據(jù)表明,2014年2月霾污染過程與2013年1月相比,相同氣象條件下,PM2.5降低了11%??梢哉f,北京及周邊在本次污染過程采取的應(yīng)急措施和為空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)所采取的長效環(huán)保措施已經(jīng)顯示出效果。但為什么公眾直觀感覺霧霾依然非常嚴(yán)重,大氣能見度沒有明顯提升?
“如此高的污染物濃度,少量增加或減少對感官能見度幾乎沒有影響。PM2.5和能見度之間的關(guān)系存在一個閾值,100微克/立方米的PM2.5能見度就是2公里左右。PM2.5到75微克/立方米能見度5公里,35微克/立方米能見度10公里,10微克/立方米能見度30公里。只有大氣PM2.5濃度下降到100微克/立方米以下,才會顯示出明顯的效果?!?/p>
“2017年也許我們的污染物能達(dá)到70微克/立方米。”王躍思說。中國科學(xué)院在全國建立了一個由40個站(點(diǎn))組成的大氣質(zhì)量聯(lián)合觀測網(wǎng),來觀測中國大氣氣溶膠的化學(xué)成分,覆蓋京津冀、珠三角、長三角等重點(diǎn)區(qū)域?!澳壳拔廴炯?xì)粒子主要在中國中東部地區(qū),從西到東,從南到北污染越來越嚴(yán)重,在京津冀地區(qū)達(dá)到一個高值。我們在城市關(guān)注細(xì)粒子,但是在其他廣大地區(qū),粗粒子的影響還是很大的。我們對粗細(xì)粒子做了全譜分析,以便支持回答我國2017年之后還要做些什么?!?/p>
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