北京灰霾主要成因为周边燃煤本地机动车
3月3日消息,
“大气灰霾追因与控制”前沿论坛上,清华大学环境学院贺克斌教授做了题为“中国大气复合污染源清单建立与控制策略”的报告。他指出,准确、更新及时、高分辨率的排放清单是大气复合污染来源识别、污染物总量减排、空气质量达标等科学和管理问题的核心技术支撑。近年来,在863、973、国家自然科学基金和环保公益项目等一系列重大项目的持续支持下,我国研发了针对区域复杂源的多尺度嵌套、高时空分辨率的排放清单技术,初步构建了既符合中国国情又与国际接轨的区域大气污染源排放清单共性技术体系。基于该技术体系开发的排放清单在方法学和精度方面均达到国际先进水平,在区域和城市空气质量达标规划制定过程中得到了应用,同时也经过了奥运会、亚运会等大型活动空气质量保障工作的实践检验。这一技术体系能够对实施“国十条”的相关工作提供基本的技术支撑。
为了进一步对雾霾治理工作提供长期持续的科技支撑,我国排放清单技术方面的研究仍然面临着诸多挑战。面对城市环境管理中普遍缺乏高分辨率排放清单数据的现状,需要尽快通过成果转化、技术培训等途径,利用现有的清单技术体系帮助城市建立完整的大气污染物排放清单。针对目前排放清单中存在的时空分辨率不足、部分物种和排放源不确定性较高的问题,应当研发新的高时空分辨率排放表征模型,同时利用高分辨率的卫星和地面观测资料,开发清单校验技术,提高排放清单的精度。
北京大学环境学院张远航教授做了题为“大气污染源解析技术与集成应用”的报告。他指出,2013年74个城市空气质量监测数据表明,我国大气PM2.5和臭氧污染严重,特别是近期京津冀和长三角发生的几次PM2.5严重污染事件,引起了社会和政府部门的高度重视。我国处于快速发展阶段,污染源类型众多、排放特征复杂,大气氧化性持续升高,致使大气复合污染的特征十分明显。开展大气污染特别是PM2.5的源解析,厘清各类污染源对大气污染的贡献,将为制定清洁空气计划特别是有效的治理措施提供重要科学依据。
大气污染的源解析技术主要包括源排放清单、扩散模型和受体模型等三类方法。源清单法提供各类源的排放量及其空间分布,可以确定重点排放源,但污染源种类、排放因子和活动水平等资料通常不详细或存在遗漏的污染源,因此源清单法的结果存在较大不确定性。扩散模型也称源模型法,是根据污染源排放,结合气象场,模拟污染物在大气中的传输扩散和化学转化等过程,从而估算不同污染源对空气质量影响的时空分布和贡献,其准确性受到排放源清单、气象条件和化学过程等多种因素的影响。受体模型法是以化学示踪物从源到受体的质量平衡为基础,来识别和估算影响受体点空气质量的不同污染源类别及其贡献率,主要包括化学质量平衡模型法CMB和正定矩阵因子分解法PMF等;但由于缺乏可靠的源示踪物、污染源化学成份谱的共线性以及各类受体模型在解析方法上的差异,受体模型的结果也具有较大的不确定性。为了提高源解析结果的可靠性,需要采用多种源解析方法相互匹配和相互印证,集成受体模型以及混合受体和空气质量模型的解析方法正成为源解析技术的发展方向。
我国针对源解析技术开展了大量的科学研究,建立了化学成份测量技术、环境和污染源采样技术、受体模型和空气质量模型等源解析技术体系,一些技术与国际先进实验室进行了比对和验证,在一些典型案例的研究中也得到很好的应用,为管理部门决策提供了重要的科学依据。源解析是一项比较复杂的系统工作,源解析结果也具有时空变化规律和不确定性,在科学研究特别是源解析技术业务化的过程中需要多种解析方法联用和相互支撑,特别是注重污染源排放清单和源化学成份谱的精细研究和长期积累。这些工作的深入,将进一步提升源解析技术在环境决策和精细管理中的重要性、科学性和可靠性。
中科院大气物理研究所王跃思研究员做了题为“大气灰霾观测系统”的报告。他通过对大气灰霾的观测结果分析认为:
1、北京大气灰霾污染主要形成于周边工业燃煤污染排放输送,加强于本地机动车交通污染排放(包括交通道路扬尘)。重霾污染的应急控制方向不言而喻,就是削减周边燃煤排放和本地机动车排放。
2、2014年2月霾污染过程与2013年1月相比,污染物浓度总体下降20-30%,但大气能见度没有明显下降,因此,公众直观感觉严重程度与去年1月相同。如此高的污染物浓度,少量增加或减少对感官能见度几乎没有影响。
3、北京及周边在本次污染过程采取的应急措施和为空气质量达标所采取的长效环保措施已经显示出效果,但要让公众感觉有明显好转,更要大力削减污染物排放,使大气PM2.5浓度下降到100微克/立方米以下,才会显示出明显的效果。
4、2014年2月污染过程的一个特点是PM2.5中硫酸盐浓度比例下降,但硝酸盐比例上升很快,说明目前环保措施脱硝亟需加强。电厂需要加大脱硝力度;钢厂、水泥、平板玻璃和重化工等必须全面脱硫、脱硝和除尘。
5、中国科学院在全国布设了由40个站(点)组成的大气质量联合观测网,覆盖京津冀、长三角、珠三角等重点区域,对我国大气质量开展长期、定位和联网观测。在下一步的工作中,将继续完善观测体系,并将利用立体观测、实验模拟和数值模拟手段,开展大型联合观测研究。
中科院生态环境研究中心贺泓研究员做了题为“大气二次颗粒物生成与灰霾研究”的报告。他指出,在成霾污染过程中,二次生成细颗粒物可占PM2.5的60-70%以上。气态前体污染物如何在大气中快速转化形成二次细颗粒物是我国大气灰霾研究的前沿和挑战性科学问题。
1、通过研究发现SO2-NO2复合致霾效应,提出优先控制NOX排放的策略。
硫酸盐是PM2.5的重要二次组分,具有很强的光散射效应,对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响,特别是与灰霾成因密切相关。近年来,关于大气中SO2转化为硫酸盐的机制成为国际大气化学研究的热点和前沿问题。中科院科学家发现,空气气氛下SO2在常见的矿质氧化物表面发生非均相反应,其主要产物为亚硫酸盐,短时间内难以转化为硫酸盐;发现共存的NOX可以显著地促进SO2和亚硫酸盐向硫酸盐的转化。最近,我院科学家在更接近实际大气环境的烟雾箱中对该反应机理进行了验证,确认了环境浓度的NOX和悬浮矿质氧化物颗粒是促进SO2转化为硫酸盐的关键因素。外场观测数据也支持我们提出的这个机理。
上述研究表明,在复合污染条件下,SO2的环境容量下降,将导致快速生成硫酸盐细颗粒物致霾。例如,我国京津冀区域目前硫酸盐前体物SO2的浓度只是伦敦烟雾事件当时SO2浓度的1/10左右,然而该区域冬季重霾污染事件时常发生。所以,我国的大气复合污染导致的环境容量下降很大程度上抵消了我们长期以来取得的大气污染控制尤其是脱硫技术应用的成绩,这对控制我国大气灰霾提出了前所未有的挑战。因此,我们必须优先考虑控制NOX排放,特别是控制城市机动车的NOX排放,打破城市区域重度大气复合污染发生的条件。
2、建议加强二次粒子形成、增长和老化机制的研究,加快大气环境模拟舱建设,为我国大气环境研究和灰霾治理提供重要平台。
大气环境模拟舱是研究环境大气痕量气体反应演化的关键技术手段,在舱内可以模拟现在、将来的各种或特定大气状态,研究大气二次污染形成的机制。以欧美为代表的发达国家目前已建成多个大气环境模拟舱。由于雾霾污染具有明显的区域性特征,国外已有研究成果并不能适用我国的具体情况。中科院在2010年曾向发改委申请建设国家重大科技基础设施“大气环境模拟系统”,并被列入备选项目。我院将继续申请国家重大科技基础设施的建设,构建具有世界先进水平的大气环境模拟舱,开展大气复合污染形成过程与机理方面的基础研究,为我国大气环境研究和灰霾治理提供重要平台。
今后要加强大气新粒子成核机制,二次粒子形成、增长和老化机制的研究,特别是霾形成机制中的关键过程,如二次硫酸盐的爆发增长机制,二次硝酸盐的快速生成机制,重要的氧化剂的大气化学过程和重要非均相催化氧化过程,挥发性有机污染物(VOCS)的二次有机气溶胶(SOA)生成机制及生成势等。同时,要特别重视基于加强观测发现的霾形成的新现象和新规律,加强实际大气中多污染物共存条件下的二次粒子形成、增长和大气演化过程研究,为评估污染控制技术和措施效果、有效控制灰霾污染提供理论依据。
来源:新浪科技