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雾霾元凶 追根探源

作者:焦点访谈来源:央视网上传时间:2017-03-02

内容摘要:每到秋冬季节,频繁而至的雾霾,让很多人喘不上来气,这种感觉,是生理上的,也是心理上的。而环保部近日发布的2017年1月份全国空气质量显示:京津冀区域13个城市PM2.5浓度同比上升43.8%...



视频播放链接http://tv.cctv.com/2017/02/24/VIDECZs3tineyGPf2s71Kn4T170224.shtml
 
       央视网消息(焦点访谈):雾霾,每到秋冬季节,频繁而至的雾霾,让很多人喘不上来气,这种感觉,是生理上的,也是心理上的。而环保部近日发布的2017年1月份全国空气质量显示:京津冀区域13个城市PM2.5浓度同比上升43.8%。大家会产生这样的疑问:雾霾到底是什么,又是哪些原因导致了雾霾的产生?这几年治霾成效在哪里?最近,记者采访了多位相关领域的专家学者去寻找答案。
 

       2016年到2017年的跨年雾霾给人印象深刻,那么这期间的卫星遥感图是什么样子呢?记者来到中国科学院遥感与数字地球研究所,从空中看地球是这个研究所的专长。通过卫星遥感图象,不仅可以看到雾霾分布和变化,科学家还可以计算出相应的PM2.5的数值,这个数值跟地面观测到的数值几乎一样。
 

       从空中看是这样的,那么在地面看是什么样的呢?中科院大气物理研究所位于北京市的北三环附近,杨员是这里的科研助理,他每天都要到屋顶收集和放置采集PM2.5的膜。
 

       杨员每天要采集两次这种膜,在跨年雾霾这几天,他采集的膜只有1月2日上午是白的,其它时间都是黑色的。这黑色的东西是什么呢?杨员告诉记者,这里边的东西,还要接下来分析才知道。
 

       PM2.5是人眼看不到的东西,只有借助电子显微镜和科学实验仪器才能看清它的真面目。如果跟人的头发比,人的头发直径大概是50到70微米,PM2.5颗粒只有人的头发丝的二十分之一到三十分之一。那么,我们看不见的PM2.5到底是什么东西呢?
 

       PM2.5指的是质量浓度,把它分解成化学成分,无非是七类。这七类主要成分是有机物、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、元素碳、氯盐、痕量元素等。那么这七类成分都是从哪里来的呢?
 

       中科院大气物理研究所研究员王跃思说:“硫酸盐来自于燃煤,硝酸盐来自于燃煤跟机动车、工业等排放出的氮氧化物,铵盐是来自于农牧业,当然工业也有一部分铵盐,另外还有有机碳或者叫有机物,这是各行各业的排放。”
 

       根据研究,PM2.5的来源非常复杂,可以分为一次来源与二次来源,也叫一次颗粒二次颗粒。一次来源又可分为人为的与自然的。人为污染源是指人类生活和生产活动形成的污染源,二次源是指各污染源排出的气态污染物,如二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物和氨等,经过复杂的大气化学反应而生成的二次细颗粒物。
 

       曾经有人做过这样一个实验,测量家用机动车尾气排放中的PM2.5的数值,发现机动车尾气中的PM2.5的数值并不高。专家认为,这是正常现象,因为发动机排放的主要是气体,不是PM2.5颗粒。但是,发动机排放的气体,会在空气中形成PM2.5颗粒。
 

       中科院“大气灰霾追因与控制”专项首席科学家贺泓介绍:“机动车所排放的污染物,大部分是气态污染物,比如说氮氧化物VOC,它在后期会产生二次颗粒物,氮氧化物会变成硝酸盐,VOC会变成二次有机颗粒物,同时,氮氧化物和VOC的存在,还会促进二氧化硫,从工业来的二氧化硫向硫酸盐的转化,所以机动车对呈霾的贡献,主要体现在二次颗粒物的贡献上。”
 

       中科院从2012年9月开始启动了关于雾霾的追因与控制的专项研究,主要以京津冀、长三角、珠三角等城市群为核心,对这些典型区域雾霾形成的物理化学机制进行研究,为控制雾霾污染提供科学可行的技术和政策解决方案。
 

       中科院生态环境研究中心副研究员刘永春做了一个实验,为记者演示了二次污染生成机制,也就是模拟排放的污染气体在大气里面的转化过程。
 

       这次实验往烟雾箱里加了挥发性有机物和氮氧化物,这些都是机动车会排放的气体,过了两个小时,仪器显示烟雾箱里的颗粒物在增加。实验说明,原来的气态污染物,在大气里面通过转化,会生成大量的颗粒物,这实际上也是霾的形成途径之一。
 

       另外一个实验中,一个管子里是颗粒物,另一个管子加入的是含二氧化硫的空气,当这两个管子里的东西混合在一起时,也能看到气态的二氧化硫向颗粒物转化,也就是说,在污染条件下,空气中已有的颗粒物会进一步加剧气态污染物向颗粒物转化,导致更多的颗粒物生成。
 

       贺泓说:“京津冀是一个典型的复合污染格局。突出表现就是京津冀地区,你看我们京津冀地区,北京是后工业化的时代了,超大城市。它的主要污染,来自生活交通污染,它的代表性污染,比如说氮氧化物;天津是工业化后期,也是超大城市,但是它的这个典型的污染行业,比如说是石油化工所带来的典型的VOC污染;河北它是一个典型的工业化前期,或者叫中期,它是主要的重化工,散烧煤典型的污染是二氧化硫,还有农畜牧业氨的排放,造成了复合的大气污染。”
 

       在多年的卫星观测图上就可以看到,京津冀及周边地区的颜色最重,从红色到黄色深浅不一,空气好的地区都是绿色和蓝色。红色代表PM2.5的年平均值(单位:微克/立方米)在120到150之间,黄色代表PM2.5的年平均值在90到120之间,绿色代表PM2.5的年平均值在60到90之间,蓝色代表PM2.5的年平均值在30到60之间。这是一组关于北京市的从1999年到2016年的卫星遥感观测图,颜色每年都有不同,2013年的颜色最红,但是这两年颜色却开始变绿了。
 

       中科院遥感与数字地球研究所研究员顾行发表示:“从2013年采取大气行动计划以后,从年平均的角度来讲,可以明显看到主基调,由红变成了绿,变成了蓝,这个时候,是一个稳步下降过程,这是完全用卫星,把一年的数据平均下来得到的,它反映不是一天两天偶然的现象,反映的完完全全是一个综合情况。”
 

       北京市2016年的PM2.5的平均值是每立方米73微克,无论是从地面观测数据上看,还是从卫星遥感观测结果上看,从2014年开始,这个区域的空气质量在逐年好转,但是,很多人却没有感受到有这样的改善。
 

       “为什么我们感受不到呢?我们后来就分析为什么感觉不到,最后发现是一个季节变化的问题,是因为整个全年降低了,但是确实我们发现,细分析发现,冬季不仅还没有降低,甚至还有一点增加。”顾行发说。
 

       也就是说,冬季污染的增加让人们感觉到雾霾越来越重,但是其他季节污染减少,导致年平均值降低了。数据显示,2015年4月份到9月份京津冀地区的PM2.5的平均数值已经接近长三角和珠三角地区,但是在两头,也就是冬季的数值要高出很多。那么为什么京津冀地区冬天的PM2.5的数值依然高居不下呢?
 

       中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌解释:“核心内因是排放,重要外因是气象。为什么春夏秋三个季节感觉好像没有那么厉害,而冬季的时候浓度总是比较高,甚至于有的时候还出现像红色预警那样重的污染情况,我们冬季在中国的北方地区京津冀整个要采暖,由于采暖这个民生的刚需,又使它各种污染物的排放量平均增加了将近30%。”
 

       冬季的状况没有好转除了排放的原因以外,还有一个重要的原因是气象条件发生了变化,越来越不利于污染物的扩散。如果把京津冀地区比做成一个房间,这个房间本来就不是南北通透的,只有一面有窗,而且随着全球气候变暖,冬季的风少了,不仅风少了,而且屋顶的层高也低了。中国气象局的探空分析发现,2013年的逆温层高度是1700米,2014年是2000米,2015年是1000米,2016年变成了500米。
 

       中国气象科学研究院研究员,中国工程院院士徐祥德告诉记者:“由于逆温层产生上面是暖的,下面是冷的,空气的垂直扩散对流很弱,而且根本不可能突破这个逆温层,在这个情况下污染状况就压缩在逆温层之下,也就像房间越来越小了。到了2016年同样12月份,虽然我们减排,但是房间变小了,虽然我们烟少抽了,比方两根变成一根了,但是空间变小,房间变小,烟仍然起了很大的作用。”
 

       去年入冬以来,京津冀地区就经历了多次重度污染。2月15日的全国空气质量预报图可以看到,京津冀地区又是处在一片中度到重度污染中。为什么京津冀地区会是这样一个状况呢?清华大学从1999年就是开始对PM2.5进行观测,拥有长期观测的数据。
 

       中国工程院院士郝吉明说:“表明了京津冀地区及其周边是污染最严重的区域,这里有内因和外因,外因就是京津冀地方,有太行山脉和燕山山脉,它是一个弧状山脉,这个地方容易聚集污染物,这是外因,内因是这个地方排放的污染物的量,接近或者超过了大气容量,这个地方的社会活动,从活动水平来说,每平方公里比全国高2到3倍,甚至有些到4倍。”
 

       据专家介绍,京津冀的钢铁产量占了全国40%至50% ,京津冀及周边地区消耗的煤每年超过了10亿吨,比美国全国消耗的煤的总量都要高。这些地方煤炭消费的量在快速增长,过去这里年人均消耗的煤不到1吨,现在平均下来每年每人消耗的煤大概3至4吨,再加上人口增加,机动车保有量迅速增加,北京市1000人有300辆汽车,也就是说每个家庭差不多一辆汽车,只有减少污染物的排放才能彻底改变京津冀严重污染的状况。
 

       虽然气象条件的变化给治理雾霾带来了新的挑战,但我们要明白:排放是内因,气象是外因。我们很难改变地形和气象条件,但是可以通过改变生产方式、消费方式,来减少污染物的排放总量。目前,各地雾霾的成分和成因已经基本清楚了,那么,就该对症下药。那又该如何管控雾霾呢?在以后的节目里,我们将继续探讨。


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