中科院專項研究還原京津冀霧霾天氣產(chǎn)生過程
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研究人員檢出了大量含氮有機(jī)顆粒物,稱這是“最危險的信號”
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2013-02-16 作者:邱晨輝 來源:中國青年報
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1月的霧霾天氣總算過去了,可關(guān)于其產(chǎn)生的原因仍眾說紛紜,主流觀點(diǎn)認(rèn)為,污染物排放量大,靜穩(wěn)天氣、擴(kuò)散條件不利等是重要因素。但是,一些疑團(tuán)尚未解開,比如,前述種種因素并非僅僅在霧霾發(fā)生期間存在,為何霧霾天氣會在今年1月集中爆發(fā)?
中國科學(xué)院近日公布了該院“大氣灰霾追因與控制”專項組的最新研究結(jié)果,研究認(rèn)為,最近的強(qiáng)霧霾事件,是異常天氣形勢造成中東部大氣穩(wěn)定、人為污染排放、浮塵和豐富水汽共同作用的結(jié)果,是一次自然因素和人為因素共同作用的事件。
專項組成員、中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員陳良富說,空氣污染物中的可溶性成分遇到浮塵礦物質(zhì)凝結(jié)核后會迅速包裹,形成混合顆粒,再遇到較大的空氣相對濕度后,就會很快發(fā)生吸濕增長,顆粒的粒徑增長2倍至3倍,消光系數(shù)增加8倍至9倍,也就是能見度下降為原來的八分之一至九分之一。通俗地講,空氣中原本存在的較小顆粒的污染物遭遇水汽后變成人們?nèi)庋劭梢姷拇箢w粒物,隨即發(fā)生灰霾事件。
中國科學(xué)院分布在京津冀區(qū)域的15個PM2.5監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,1月份京津冀5次強(qiáng)霾污染分別發(fā)生在1月6日至8日、9日至15日、17日至19日、22日至23日、25日至31日。這5次都少不了陳良富所說的水汽做“幫兇”。
顯而易見,人類污染物排放是造成霧霾天氣的內(nèi)因,可以說是“主謀”。
專項組“大氣灰霾溯源”項目負(fù)責(zé)人、中科院大氣物理所研究員王躍思說,本次席卷中國中東部地區(qū)的強(qiáng)霾污染物化學(xué)組成,是英國倫敦1952年煙霧事件和上世紀(jì)40~50年代開始的美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件污染物的混合體,并疊加了中國特色的沙塵氣溶膠。
尤其值得一提的是光化學(xué)煙霧事件,根據(jù)《20世紀(jì)環(huán)境警示錄》中的不完全統(tǒng)計,在前后兩次的污染事件里,共有800余人喪生。美國政府在后來的調(diào)查中稱,石油揮發(fā)物(碳?xì)浠衔铮┖投趸趶?qiáng)烈的陽光紫外線照射下,會產(chǎn)生一種有刺激性的有機(jī)化合物,這個過程被稱為光化學(xué)反應(yīng),其產(chǎn)物就是含劇毒的光化學(xué)煙霧。
在京津冀霧霾天氣的專項研究中,專項組檢出了大量含氮有機(jī)顆粒物,這在王躍思看來是“最危險的信號”,因為這就是“洛杉磯上世紀(jì)光化學(xué)煙霧的主要成分之一”。
含氮有機(jī)顆粒物是大量二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物相互反應(yīng)共同產(chǎn)生的。在洛杉磯光化學(xué)煙霧事件中,其主要來源是汽車尾氣,洛杉磯在20世紀(jì)40年代就擁有250萬輛汽車,每天大約排出300多噸氮氧化合物。
而中科院專項組的研究顯示,在京津冀霧霾污染最嚴(yán)重的1月13日,當(dāng)PM2.5突破600微克/立方米時,PM1突破了300微克/立方米,PM1中有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、氯化物濃度分別達(dá)到了160、70、40、30和15微克/立方米;但硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽增長幅度大于有機(jī)物,上述4類物質(zhì)依硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和有機(jī)物次序比平時晴好天氣分別增長了30、20、20和10倍!這讓專項人員感到很“疑惑”,從絕對量分析有機(jī)物增長最多,那么大量的有機(jī)物究竟從何而來?
經(jīng)過源解析技術(shù),這些包括含氮有機(jī)顆粒物在內(nèi)的有機(jī)物被識別出了4類有機(jī)組分:氧化型有機(jī)顆粒物,主要來自于北京周邊;油煙型有機(jī)物,主要來自局地烹飪源排放;氮富集有機(jī)物,一種化學(xué)產(chǎn)物;還有烴類有機(jī)顆粒物,主要來自于汽車尾氣和燃煤。其中氧化型有機(jī)顆粒物在整個污染過程所占比例最大,為44%,其余三個組分別占21%,17%和18%。
專項組將這些因素歸結(jié)為“人為粗放式排放和自然生態(tài)被破壞的直接后果”。在北京地區(qū),機(jī)動車為城市PM2.5的最大來源,約為1/4;其次為燃煤和外來輸送,各占1/5。對于整個京津冀區(qū)域,專項組認(rèn)為,應(yīng)重點(diǎn)控制工業(yè)和燃煤過程,重點(diǎn)在于燃燒過程的脫硫、脫硝和除塵;同時要高度關(guān)注柴油車排放和油品質(zhì)量。
用王躍思的話說,“控制灰霾還是需要從控制污染物排放著手。”
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