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PM2.5,你的源頭到底在哪裡?
来源:武汉怡特环保科技有限公司 发布时间:2014-01-23 阅读量:

  誰都渴望1970年代的新鮮空氣,但誰都憎惡1970年代的窶困生活。中國以僅30多年時間,濃縮了發達國家300多年的工業化進程。即使是最挑剔的眼光,也不能不為其高速發展派生的包括環境在內的各種問題留下寬容的空間。1月14日,本報舉辦以科學治理霧霾為主題的座談會。會后,記者又深入採訪多名與會專家,今天開始連續推出六篇系列報道,或將有助於人們理性認識解決這一問題的長期性、艱巨性和復雜性,並且最大限度地相信政府治霾的誠意和決心。霧霾雖一時無法根治,但望這組報道能讓我們的讀者更加呼吸勻暢,更加心平氣和。

  1月19日,霧霾再次籠罩全國多個城市,也成為各地兩會上的最熱話題。但霧霾到底從哪裡來?仍然眾說紛紜。

  “現在專家解讀多了,也不知道誰權威。昨晚我又看見13個院士提出一份報告,說霧霾原因還沒查清楚,要求盡快開展研究。”18日的北京市人大會議上,市長王安順說,“但我覺得,不就那麼幾個方面,我也不研究深層成因,你們說哪兒是污染源,我們就做哪幾件事。”話中透出無奈。

  細顆粒物(PM2.5)從哪兒來?公眾想要一個精確答案,但目前得不到。或許不是我們無能,而是PM2.5太狡猾。

  二次生成過程非線性,增加了分析難度

  半個月前,一則關於“北京PM2.5中汽車尾氣貢獻4%”的新聞引發爭議。

  此新聞的背景,如一篇報道所說:“各地的PM2.5源解析已經遍地開花,特別是北京的污染源解析報告,一個研究機構的不同部門得出的結果大相徑庭。”媒體質疑說,源解析不清楚的情況下採取措施,好比醫生沒診斷就抓藥。

  然而“一邊砍柴,一邊磨刀”也屬無奈。之所以源解析版本眾多卻尚無定論,是因為PM2.5變化多端,溯源沒法絕對准確。

  PM2.5難尋來處,很大程度上因為二次生成物變化莫測。氮氧化物、二氧化硫、氨和有機揮發物,在大氣中經過物理化學反應產生細顆粒物——硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽和有機氣溶膠。這些化合成的細顆粒比直接排放還要多。二次生成的過程是非線性的,增加了分析難度。

  比如引起爭議的“4%”說中,就有超過20%比重的二次氣溶膠未能歸因。除此以外,這篇論文還被指出有40%的數據未得到解析﹔而中科院另一項規模更大、時間更長的研究,也有近10%的部分未找到來源。

  北京大學環境科學與工程學院教授張遠航說:“源解析方法有三種:污染清單、受眾模型、空氣質量模型,各有優缺點。”

  中國細顆粒物源解析最常用的手段,是受體模型。它不管顆粒物是怎麼生成、遷徙的,隻分析環境樣品和污染源樣品,從有指示作用的化學物下手,得出判斷。但張遠航認為,如果各種源具有相似性,那麼源的種類就不好確定,最后的結果就不一定可靠。

  而且,污染源的信息,比如有多少汽車、多少工廠、它們活動水平如何,也並非確數。揮發性有機物排放源包括大小上百種,更難以確定。

  關注排放活動的污染清單法,還有考慮氣象條件的空氣質量模型,也都有其不確定性。就像天氣預報一樣,PM2.5源解析往往包含研究者出自經驗的判斷。

  “三種方法連用起來,可能會提供比較可靠和比較客觀、更加切合實際的一些結果。”張遠航說,“所以現在有一個趨勢,特別在城市污染防治、區域污染防治當中聯合三種辦法,汲取各自優點,克服各自缺點。”

  不能簡單解析某個地方PM2.5成因

  “我反對簡單說某個地方PM2.5成因就是這個20%、那個30%。”中國環境科學研究院副院長柴發合說,“實際上不同污染的階段,不同污染水平、不同季節,PM2.5的貢獻來源是完全不一樣的。”柴發合舉例說,在北京,引起集中關注的重污染不到10天,PM2.5的來源就跟平時不一樣。

  而且,由於排放源結構和地形差別,適用於一個城市的分析方法,不一定適合另一個城市。

  我國科學家對PM2.5的源解析從1990年代開始。可公開查閱的論文中,就有北京和上海1999年的PM2.5解析報告,之后十幾年全國大城市陸續展開研究。但這些研究隻針對一時一地,取樣數量不大。更准確的估測,需要長期的海量數據,而PM2.5的常規監測2012年才開始。

  清華大學環境學院教授賀克斌認為,盡管我們做了很多事情,但仍然有很多科學問題沒有突破。比如復合污染物快速生成的現象,如去年12月初和今年1月,很短時間內產生那麼多的污染物,用目前國際上最先進的理論折合模型,要重現做不到,差很多。

  賀克斌介紹說,即使是多年前發生的倫敦煙霧事件和洛杉磯煙霧事件,如今仍沒有完全認識,還需研究積累,添磚加瓦。

  不久前,環保部監測司副司長朱建平也對媒體表示:“對於研究機構來講,源解析只是一個論文或課題,但對於環保主管部門,需要依此進行治理,這就需要一個比較符合實際情況的源解析數據。”

  這也就是為何源解析“標准答案”遲遲未能敲定的原因。不過按照環保規劃,今年6月底前,最早參與研究的京津冀地區將得到污染源解析的初步結果。年底,京津冀、長三角、珠三角都要完成PM2.5源解析的初步工作,向公眾公布。

  “城”要一座一座攻

  在PM2.5溯源研究中,科學家用了不少高新技術。像移動文件櫃一樣的質譜儀,能給出顆粒物組分的實時數據﹔還有激光雷達,接受和分析激光在空氣中的反射波,以判斷細顆粒物的成分。

  霧霾預報專家、中科院大氣物理所研究員王自發介紹說,他們引入了測碳、氮、硫、磷穩定同位素的技術,有助於確定顆粒物的來源。“比如淮北煤、天津煤,或者大同煤,碳同位素比例是不一樣的。各油田的同位素比例也不一樣。這樣就可以提供更多証據。這個技術國外也剛開始嘗試,我們有些部分比國外還快。”

  “現在面臨很多現象,大家在不同的角度做工作。”柴發合說,“可能我們老想追求一個研究和一段時間的工作,就把一個事情全說清楚。我覺得,在這個事情上應該大家共同努力,每個人都添磚加瓦。我們基本框架和大體的方向還是清晰的。”

  張遠航說:“關於PM2.5成因和來源,大的判斷是有的,對制定戰略和決策、政策,能夠提供充分支持。但是具體到某個地方,去問它是多少,得看是不是開展了比較系統的工作。”

  “我們還是要老老實實地針對一個區域、一個城市,真正搞清楚問題在哪裡,解決方案怎麼定最好。”柴發合認為,“一個一個城市攻、一個一個區域攻,最后才能把全國的問題都解決了。這裡既有共性問題,科學家可以提供建議﹔也有每個地方的差異性問題,要靠每個地方結合科技手段好好做,不做肯定不行。”