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举个栗子:汽车尾气只占北京市PM2.5来源的4%吗?

日报 举个栗子 2年前 (2017-11-16) 307次浏览 0个评论 扫描二维码

举个栗子:汽车尾气只占北京市 PM2.5 来源的 4%吗?

近日网传“科学家查明北京雾霾 6 大主要贡献源”。相关说法称,中科院大气物理所、环保部华南环境科学研究所等机构研究发现,北京 PM2.5 有 6 个重要来源,分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶,这些源的平均贡献分别为 15%、18%、12%、4%、25%和 26%。”

如果仅仅参照上述数据,我们过往的认知可能会被颠覆:汽车尾气加上垃圾焚烧的污染比重,原来才占到北京市 PM2.5 来源的 4%?

答案没有那么简单。没错,中科院大气物理所张仁健等研究者确实确在《Atmospheric Chemistry and Physics》杂志上(大气化学与物理)发表了相关研究。这还是一本较权威的学术刊物。上述北京 PM2.5来源的数据也与论文内容基本相符。

但要说,汽车尾气只占北京 PM2.5来源的 4%,这就是误读了。通常认为,机动车排放对 PM2.5 浓度的贡献主要有两个方面。一是排出一次粒子,即直接排放粒径在 2.5 微米以内的 PM2.5;二是二次粒子,也就是机动车排放的氮氧化物、挥发性有机物等气态污染物在大气中通过化学反应生成的 PM2.5。上述 4%的数据,指的只是汽车尾气一次粒子所占的 PM2.5 比重。

只有结合占来源比重 26%的“二次无机气溶胶”,才能认清汽车尾气对 PM2.5 的贡献。所谓二次气溶胶,就是指排放到大气中的气态或颗粒态污染物发生化学反应形成的新颗粒物。从原论文的分析来看,北京 PM2.5 中的二次气溶胶主要表现为硫酸盐、硝酸盐和铵盐成分。而汽车尾气排放的氮氧化物,正是形成硝酸盐的重要来源。因此,汽车尾气对北京 PM2.5 的贡献肯定远不止 4%。

而且,上述研究是基于 2009 年 4 月到 2010 年 1 月的北京 PM2.5 观测数据。近些年来,北京 PM2.5 的来源比重很可能在快速变化。比如,2009 年的北京汽车保有量是 400 万辆。到 2012 年,这个数字已经上升到 500 万辆。此前已经有不少研究指出,汽车尾气近年来对北京 PM2.5 的贡献可能一直在增加。

通过综合已有的多个研究,我们能给汽车尾气造成的污染比重得出一个大致的结论。通俗的说,汽车尾气是包括北京在内的当下中国大城市 PM2.5 重要来源。具体到数据上,关于北京市PM2.5 的来源解析结果,我看过包括北大、清华、中科院大气物理所课题组在内的很多个研究结论。一般认为,机动车对北京 PM2.5 的贡献在 10%以上,目前很可能在 20—30%之间。

比如,北大课题组胡敏教授早前给出过汽车尾气占 PM2.5 来源至少 1/6 比重的说法,中科院大气所王跃思研究员 2013 年 1 月提出过占 1/4 比重的说法,中国气象科学研究院等研究者在 2013 年的论文中给出过占比 23%的结论,北京市环保局宣教处也在 2013 年 6 月提及“机动车排放产生的 PM2.5 约占 PM2.5 来源的 22.2%”。

研究者之所以给出的比重数据有差异,跟很多因素有关。比如,可能是研究者采样 PM2.5 的时间和地点不同导致,也可能是因为研究者采用了不同的 PM2.5 源解析方法。

如果你去查阅环保部的《大气颗粒物来源解析技术指南 》,你会发现分析 PM2.5 的来源这事太复杂了:大气颗粒物来源解析技术方法分为括源清单法、源模型法和受体模型法。源模型法又分为:第一代、第二代、第三代。受体模型又分为化学质量平衡模型(CMB)和因子分析类模型 PMF、PCA/MLR、UNMIX、ME2 等……

因此在汽车尾气比重这个数据上,看到各个研究存在不同程度的差异,是不是也就不难理解了?

需要强调的是,这也跟中国的空气污染实在太复杂有关。很多科学问题目前都还没来得及弄清楚。跟发达国家空气污染问题逐个出现,逐个解决不同,中国的空气面临多种类污染物同时高浓度爆发的艰难局面。常规的一次污染物比如二氧化硫、氮氧化物的问题还没解决,PM2.5 这样的二次大气污染物问题又冒了出来。

研究者们致力于寻找各种污染源的比重,就是目前的一项重要科研工作。我们只知道,中国的空气污染源种类五花八门,除了工业废气、汽车尾气、燃煤烟尘、建筑扬尘等众所周知的污染源,冬季燃煤供暖、露天垃圾焚烧,餐饮油气与烟花爆竹都可以令中国城市空气疲惫不堪。跨区域的空气污染物传输,也令单个大城市无力招架。

显然,我们也无法通过上述这一项研究的数据来为北京市PM2.5 的来源定论。但我们搞清楚 PM2.5 的形成与来源,搞清楚 PM2.5 来源每个季节的变化,正是建立在这一项项研究的基础之上。公众无疑希望尽快弄清 PM2.5 的来源。但严谨的科学家并不会因为单独的某项研究,便轻易使用“查明”“真相”这样的词汇。


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