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探因中國霧霾:工業(yè)排放與汽車排放污染物共存
關(guān)鍵詞： 霧霾,氣溶膠粒子,污染物濃度,復(fù)合污染,探因
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“復(fù)合型”污染的難題
弄清楚這些反應(yīng)機制，正是中科院“大氣灰霾追因與控制”專項研究希望破解的難題。
2013年1月，中國出現(xiàn)大范圍霧霾天氣。為了探究霧霾成因，中科院“大氣灰霾追因與控制”專項王自發(fā)研究團(tuán)隊對成霾過程進(jìn)行了模擬。“現(xiàn)在他們模擬的數(shù)據(jù)已經(jīng)基本上比較接近實際了，能夠提前3天到7天就預(yù)報出來會不會有下一次霾。但是污染最重的霾的峰值往往模擬不出來，問題可能就在于污染最重的時候，有一些化學(xué)過程和機制我們沒有認(rèn)識清楚?！辟R泓告訴記者。
賀泓介紹說，近10年來，中國華北地區(qū)排放的一次顆粒物呈下降趨勢，PM2.5的總量沒有明顯增加，但是霧霾天氣卻明顯增加了。
一種可能的原因是二次顆粒物在PM2.5中占比增加，導(dǎo)致PM2.5的成分變化，造成消光的效果加強。
二次顆粒物當(dāng)中，硫酸鹽氣溶膠是一個重要的組成部分。近10年來，中國大氣中二氧化硫排放總量呈下降趨勢，但是硫酸鹽氣溶膠卻沒有明顯下降。二氧化硫是二次顆粒物里面一個重要的前體物，前體物下降，二次顆粒物卻沒有下降，這說明更多的二氧化硫轉(zhuǎn)化成了硫酸鹽，說明轉(zhuǎn)化速度快了。“由此，我們得到一個假設(shè)：在大氣復(fù)合污染的條件下，污染物之間相互反應(yīng)，造成大氣氧化性增強，氣體向顆粒物的轉(zhuǎn)化在加快?！辟R泓說。
賀泓告訴本刊記者，這個假設(shè)目前已經(jīng)得到了一些實驗室模擬和外場觀測數(shù)據(jù)的支持。該專項王躍思研究團(tuán)隊在河北省興隆縣有一個觀測點，這個觀測點位于燕山深處。2013年1月6日到16日，這個觀測點的霧霾比北京市輕得多，PM2.5的濃度大概只是北京的1/3。此地空氣中二氧化硫濃度和北京市差不多，可是硫酸鹽濃度卻比北京市低得多。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，成霾的時候，北京市的氮氧化物濃度要比興隆縣高得多。他們進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在某種合適的條件下，大氣中的礦質(zhì)顆粒物和氮氧化物可以起到催化劑的作用，催化空氣中的二氧化硫向硫酸鹽轉(zhuǎn)化。
賀泓分析說，“中國的霧霾，其復(fù)雜就在于工業(yè)排放特別是燃煤排放的污染物與機動車排放的污染物同時存在，這與主要由燃煤排放的污染物造成的倫敦?zé)熿F和主要由機動車排放導(dǎo)致的洛杉磯的光化學(xué)煙霧都截然不同，使得中國在單項污染物濃度相對較低的情況下產(chǎn)生了比較重的霧霾天氣。而我們對其中的一些反應(yīng)機制，主要是一些氧化機制并不是非常清楚，造成對PM2.5的來源尚無法準(zhǔn)確解析?！?/p>
如果前述關(guān)于大氣氧化性增強的猜想成立，可能意味著目前普遍所認(rèn)為的“機動車對北京這樣的特大城市霧霾的貢獻(xiàn)在20%～30%之間”的估計仍然存在低估的可能性。“因為機動車本身排出顆粒物，它排出的氣體還轉(zhuǎn)化為顆粒物，這些都還可以測量和計算。但是，如果它還幫助別的氣體轉(zhuǎn)化為顆粒物，這個作為催化劑的貢獻(xiàn)就不那么好計算了?！薄艾F(xiàn)有的一些研究結(jié)論已經(jīng)可以幫助我們大致了解霧霾成因，但是我們之所以要研究準(zhǔn)確，是因為治霾是有成本的，只有更準(zhǔn)確地把握霧霾成因，才能知道采取什么樣的措施是成本更低、效果更好的?！辟R泓強調(diào)說。
他告訴本刊，由于歐美發(fā)達(dá)國家大氣污染問題具有明顯的階段性，而我國大氣污染物問題屬于特有復(fù)合污染類型，因此發(fā)達(dá)國家在大氣污染治理過程中并未經(jīng)歷過我國所面臨的新老問題集中爆發(fā)的狀況，故此目前我們尚無直接的國際經(jīng)驗可借鑒?！?/p>
國家科研專項啟動
目前，國家層面針對霧霾和大氣污染的科研專項已經(jīng)陸續(xù)啟動，主要有“藍(lán)天科技工程”、“大氣灰霾追因與控制”和“清潔空氣研究計劃”三項大的研究計劃。
2012年7月10日，科技部、環(huán)保部印發(fā)了《藍(lán)天科技工程“十二五”專項規(guī)劃》，旨在針對我國大氣污染的突出問題和改善環(huán)境空氣質(zhì)量的需求，強化頂層設(shè)計，統(tǒng)籌大氣環(huán)境保護(hù)科技研發(fā)、示范應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)、能力建設(shè)、國際合作、決策支撐等創(chuàng)新活動，完善大氣環(huán)境保護(hù)科技創(chuàng)新體系，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量、保障人民群眾生命健康提供技術(shù)支持。
2012年9月，中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“大氣灰霾追因與控制”研究啟動，該專項計劃用5年的時間，以環(huán)渤海、長三角、珠三角為研究區(qū)域，闡明區(qū)域灰霾形成的機制，研發(fā)致霾關(guān)鍵污染物的控制技術(shù)，為控制灰霾污染提供科學(xué)可行的技術(shù)和政策解決方案。中科院的14家研究所，以及北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)研究院等8家院外科研單位的300多位科研人員參與該項研究。
2013年9月29日，環(huán)保部啟動“清潔空氣研究計劃”，該計劃分2013~2015年、2016~2017年和2018~2020年三個階段實施。包括國家層面的管理技術(shù)研發(fā)和重點區(qū)域的清潔空氣科技工程兩大部分。
中國環(huán)境科學(xué)研究院副院長柴發(fā)合告訴本刊記者，“藍(lán)天科技工程”側(cè)重于技術(shù)研究，“大氣灰霾追因與控制”更側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而“清潔空氣研究計劃”則更側(cè)重于應(yīng)用基礎(chǔ)研究。幾個專項之間有相互的合作和交流，是互為基礎(chǔ)、互相促進(jìn)的?！?/p>