PM2.5從哪兒來?裡面究竟藏著哪些汙染物?
2019年03月21日22:47

原標題:PM2.5從哪兒來?裡面究竟藏著哪些汙染物?

國家大氣汙染防治攻關聯合中心專家最近分析指出,空氣汙染,排放是“病根”,天氣是誘因,複雜的顆粒物二次轉化是催化劑。

大的“病情”搞明白了,要想對症下藥,還得弄清具體的“病因”。

重汙染天氣中首要汙染物大多是PM2.5。PM2.5究竟從何而來,治汙這麼多年後其主要的成分有沒有變化?重汙染期間,區域之間又是如何相互影響的?近日,藍藍天工作室專訪了國家大氣汙染防治攻關聯合中心專家組,為大家答疑釋惑。

機動車尾氣等汙染“貢獻”加大,農業汙染給大氣添亂

這些年,京津冀及周邊地區大氣汙染防治不斷加力,PM2.5的化學特徵發生了顯著變化。

攻關研究表明,2017年,京津冀及周邊地區大氣汙染傳輸通道“2+26”城市二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、可吸入顆粒物(PM10)、揮發性有機物、氨和一氧化碳等汙染物排放量,同比下降6%—31%,其中,二氧化硫排放降幅最大,氨排放降幅最小。

2017—2018年采暖季期間,京津冀及周邊地區“2+26”城市PM2.5的平均濃度為85微克/立方米,其中有機物、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽等主要組分的占比分別為28%、19%、12%和11%。2018年11月—今年2月主要監測站點在線測量的結果,再次印證了這一變化規律。

PM2.5組分“黑名單”。(資料來源:國家大氣汙染防治攻關聯合中心)

——有機物占比正在下降。

PM2.5組分“黑名單”中,排在第一位的是有機物。目前,在測的有機物達100多種,主要來自散煤燃燒、機動車尾氣等一次排放和揮發性有機物的二次轉化,隨著散煤燃燒排放等得到有效治理,有機物的占比正在下降。

——硫酸鹽濃度及占比大幅降低。

作為大氣主要汙染物之一,二氧化硫是導致酸雨的重要因素,也曾是二次生成PM2.5的最主要來源。很多地區一直把控製二氧化硫排放總量作為大氣汙染治理的頭等工作。攻關專家認為,京津冀及周邊地區散煤“雙替代”、燃煤鍋爐和“散亂汙”企業綜合整治成效顯著,使得硫酸鹽濃度及占比大幅降低。

——硝酸鹽汙染十分突出。

觀測期間的數據分析顯示,京津冀及周邊地區硝酸鹽區域性汙染十分突出,硝酸鹽絕對濃度和占比大幅度超過硫酸鹽,成為PM2.5中最主要的二次無機組分,其濃度快速上升已成為PM2.5爆髮式增長的關鍵因素之一。這表明,加強氮氧化物的控製非常重要、非常緊迫。

中國環境科學研究院研究員薛誌鋼告訴記者,“2+26”城市氮氧化物最重要的來源是道路移動源,也就是機動車,占比32%;非道路移動源即工程機械、農業機械、船舶和飛機等的排放占比17%;電力和供熱行業排放占比17%;其他工業排放占20%。抓住重點領域、推進氮氧化物減排成為當務之急。

氮氧化物主要來源。(國家大氣汙染防治攻關聯合中心提供)

——銨鹽排放須引起重視。

PM2.5組分“黑名單”中銨鹽排在第四位。聯合攻關專家、中國農業大學教授劉學軍表示,銨鹽主要由氨氣通過二次轉化而來,其來源主要是農業氨排放,占比高達85%,其中畜禽養殖占57%,氮肥使用占20%。從時間分佈上看,秋冬季氨排放量低,夏季排放量大。另外,秸稈焚燒等生物質燃燒、垃圾填埋場、汙水處理廠等也有氨排放。

專家探索性地將“2+26”城市分為6種類型

各個城市產業、能源、交通結構不同,城市化水平及消費水平不同,汙染呈現不同特點。中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌介紹,根據城市汙染源結構特徵,可探索性地將“2+26”城市分為6種類型:

天津、石家莊、唐山、邯鄲、滄州、濟南、淄博、安陽等城市為綜合工業汙染類;北京、鄭州等城市為偏機動車及溶劑類(裝修塗料、乾洗劑、髮膠、染髮劑等);邢台、太原、長治、陽泉、晉城、聊城、濱州等城市為偏煤焦鐵類;廊坊、衡水、濟寧、德州、新鄉等城市為偏溶劑使用類;保定、鶴壁、焦作等城市為偏建材汙染類;菏澤、濮陽、開封等城市為偏農業及石化化工類。

各城市之間汙染傳輸互相影響,全年平均“貢獻”約20%—30%

兩年多前,一張在北京市西紅門拍攝的大氣汙染團從南邊滾滾來襲的照片,在很多人的微信朋友圈中刷屏,至今讓人印象深刻。

“事實上,攻關期間,每次重汙染我們都開展走航觀測,採用新技術密切關注重汙染過程。”中國工程院院士、中國科學院合肥物質科學研究院研究員劉文清說。

京津冀及周邊地區的特殊地形,使得汙染物區域傳輸對汙染快速累積產生顯著影響。攻關研究表明,西南通道(太行山前輸送帶)、東南通道(濟南—滄州—天津輸送帶)和偏東通道(燕山前輸送帶)均影響較大。京津冀及周邊地區各城市汙染程度受到整個區域的傳輸影響,全年平均“貢獻”約為20%—30%,重汙染期間的“貢獻”還會再提升約15%—20%。

對北京市而言,在重汙染期間區域傳輸“貢獻”最高可達60%—70%,其中西南通道、東南通道和偏東通道都有較大影響。西南通道的定量分析顯示,在典型汙染過程的起始階段,向北京的輸送通量最高可達500—800微克/平方米·秒,汙染形成階段的輸送通量在100—200微克/平方米·秒左右。

中國科學院大氣物理研究所研究員王自發告訴記者,輸送通量是表示汙染物輸送強度的物理量,數值越大,代表輸送強度越大。“根據定量分析結果,按照近地面大氣混合層500米高計算,在汙染過程起始階段,周邊地區每小時每公里最高向北京輸送0.9噸—1.5噸PM2.5,影響非常明顯。”

有人認為,北京的藍天受到了周邊地區的拖累。但北京跟蹤研究工作組專家、清華大學教授王書肖並不這樣認為。她說,如果因此將北京空氣汙染完全歸咎於周邊地區,那可就錯了。

王書肖表示,大氣汙染是區域性問題,京津冀及周邊地區在同一空氣流場內,各城市的汙染物相互影響,北京既受其它城市影響,也影響其它城市,空氣質量一榮俱榮、一損俱損,誰都難以獨善其身。

區域內空氣質量相對較好的地方,對區域傳輸“貢獻”會小一些,這是大家的普遍印象。但專家們對各城市細緻的“體檢”,推翻了這樣的誤解。

“天津市去年PM2.5年均濃度為52微克/立方米,其中一個原因是得益於相對較好的擴散條件。”中國環境科學研究院研究員孟凡說,天津汙染物排放總量很大,但一次PM2.5直接排放並不是很高,只有唐山市的1/3,對本地造成的影響比較小。不過,天津的二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物排放較高,排名“2+26”城市前列。這些PM2.5前體物轉化成硫酸鹽、硝酸鹽和顆粒物有機組分需要一定時間,輸送過程中伴隨著轉化,對區域汙染影響較大。空氣質量模型模擬計算表明,天津的汙染物對區域傳輸的“貢獻”在“2+26”城市中排名靠前。攻關研究顯示,區域排放總量位居前列的5個城市,河北占了3個。西南通道也就是冀中南太行山沿線方向,包括河北石家莊、保定、邢台、邯鄲等城市,工業產業結構偏重、能源結構偏煤、運輸結構偏公路等問題突出,汙染物排放總量較高,遠超環境容量。東部的唐山市,工業汙染特徵也十分突出。

“河北空氣質量相對較差,只有大幅削減汙染物排放,才能提升本地空氣質量,促進京津冀及周邊地區空氣質量持續改善。”河北省生態環境廳廳長高建民說。生態環境部大氣環境管理司司長劉炳江強調:“區域大氣汙染治理過程中,各個城市首先要‘自掃門前雪’,把本地排放降下來。”(人民日報中央廚房·藍藍天工作室 劉毅、孫秀豔、寇江澤)

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