在來北京開會的高速公路上,王建國看到一張廣告牌,上面寫著:嵐縣土豆,來自沒有霧霾的地方。這位中科院山西煤炭化學(xué)研究所所長感到哭笑不得:嵐縣屬山西呂梁轄縣,地處高寒山區(qū),灰霾并不嚴(yán)重;土豆是長在土里的,原本與灰霾也沒啥關(guān)系,但“沒有霧霾”卻成了土豆的賣點(diǎn)。

　　今天的中國科學(xué)院大氣灰霾研究媒體通報會上,王建國講了上述經(jīng)歷。“可見人們對灰霾既恐懼、痛恨,又無奈。”前不久,環(huán)保部公布了2017年1月份全國空氣質(zhì)量狀況,其中顯示:京津冀區(qū)域13個城市PM2.5濃度同比上升43.8%。“霧霾”警鐘再次敲響。

　　“灰霾是病,得治!”王建國在今天的通報會上說。當(dāng)天,包括他在內(nèi)的6位科學(xué)家,分別從追因溯源、數(shù)值模擬、預(yù)警預(yù)報、監(jiān)測技術(shù)、控制技術(shù)、低階煤清潔高效利用的角度,集中發(fā)布了中科院在大氣灰霾領(lǐng)域的研究進(jìn)展,其中既談了霧霾“病因”,又講了如何“治病”。

　　空氣質(zhì)量總體向好,但在冬季差了

　　有統(tǒng)計顯示,北京市2016年P(guān)M2.5的平均值是73微克每立方米,無論是從地面觀測數(shù)據(jù),還是從衛(wèi)星遙感觀測結(jié)果來看,從2014年開始,這一區(qū)域的空氣質(zhì)量在逐年好轉(zhuǎn),但公眾的感受卻不明顯,為什么會這樣?

　　面對這一疑問,中科院區(qū)域大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心首席科學(xué)家賀泓說,2013年以來,全國空氣質(zhì)量總體向好,重度及以上污染天數(shù)占比逐步降低,優(yōu)良天數(shù)比例明顯上升。2013年~2016年,全國平均改善幅度在30%左右,污染更重的京津冀地區(qū)改善幅度更大。但與此同時,我國中東部的部分地區(qū)秋冬季節(jié)大氣污染防控的形勢依然嚴(yán)峻。

　　中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員程天海的一組研究數(shù)據(jù),可以作為佐證:“PM2.5月平均低值出現(xiàn)在4月至9月,而高值出現(xiàn)在11月至(次年)3月。”

　　根據(jù)灰霾衛(wèi)星遙感監(jiān)測成果,從灰霾問題相對嚴(yán)重的京津冀地區(qū)來看,PM2.5年平均濃度從2013年開始呈明顯下降趨勢。與2013年相比,2016年京津冀PM2.5濃度年平均值下降了26.5微克每立方米,下降幅度為29.7%。但在2014年至2016年間,北京市冬季供暖季的PM2.5濃度呈逐年上升趨勢,2016年冬季的PM2.5濃度高于前兩年。

　　賀泓認(rèn)為,可以說(空氣質(zhì)量)總體上好了,但在冬季差了,這也印證了群眾對空氣污染的強(qiáng)烈感受。從某種程度來說,在很多大氣污染事件中顆粒物濃度降低還遠(yuǎn)未達(dá)到能見度顯著改善的拐點(diǎn),這是公眾還沒有明顯感受到大氣質(zhì)量改善的主要原因。

　　污染排放是內(nèi)因:二次顆粒物是PM2.5最大來源

　　PM2.5的來源都有哪些?

　　根據(jù)賀泓所在團(tuán)隊的研究結(jié)果,PM2.5來源包括直接排放和二次生成,即一次來源和二次來源。其中,PM2.5的二次生成是指排放到大氣中的氣態(tài)污染物通過多種化學(xué)物理過程被轉(zhuǎn)化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次有機(jī)氣溶膠等細(xì)顆粒物。

　　賀泓說,一些污染源比如汽油車,雖然尾氣中一次顆粒物濃度不高,但在大氣中反應(yīng)后產(chǎn)生大量二次顆粒物,成為城市PM2.5的重要來源之一。研究表明,在我國中東部地區(qū)二次顆粒物對PM2.5的“貢獻(xiàn)率”常常高達(dá)60%,在成霾時二次顆粒物所占比例往往更高。

　　賀泓還提到,目前,科技界對二次顆粒物生成的機(jī)制還有很多不清楚的地方。例如,氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),除了產(chǎn)生二次有機(jī)氣溶膠以外,還會產(chǎn)生臭氧和羥基自由基等氧化劑,氧化劑可以進(jìn)一步氧化二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物,分別生成硫酸鹽、硝酸鹽和有機(jī)氣溶膠,造成二次顆粒物爆發(fā)增長。

　　農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等排放使華北地區(qū)形成氨超量的大氣環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn),氨氣改變大氣化學(xué)平衡,在氣態(tài)污染物向顆粒物轉(zhuǎn)變過程中發(fā)揮重要作用。其結(jié)果是,和倫敦?zé)熿F事件相比,我國京津冀地區(qū)強(qiáng)霾事件中二氧化硫的濃度比倫敦?zé)熿F事件中要低得多,相差1~2個數(shù)量級,但產(chǎn)生的細(xì)顆粒物卻相當(dāng)。

　　一個重要原因就是,大量的氮氧化物和氨氣排放增加會非線性地降低大氣對二氧化硫的環(huán)境容量,促使灰霾爆發(fā)。“這些僅僅是對大氣復(fù)合污染條件下導(dǎo)致環(huán)境容量下降的初步認(rèn)識,類似這樣二次顆粒物爆發(fā)增長致霾的機(jī)制還有很多認(rèn)識不清楚的地方。”賀泓說。

　　不過有一點(diǎn)是賀泓可以確定的,即污染排放是霧霾形成的內(nèi)因。

　　氣象條件是外因:40年來京津冀風(fēng)速減小37%

　　以低風(fēng)速和逆溫為特征的不利氣象條件,是科學(xué)家眼中霧霾形成的外因。

　　賀泓出示了一份氣象資料統(tǒng)計,其中提到,近40年來京津冀年平均風(fēng)速逐年減小,減小幅度達(dá)37%,尤其是對京津冀污染物擴(kuò)散有利的北風(fēng)頻次和風(fēng)速都顯著下降。

　　不僅如此,內(nèi)因和外因之間也存在正反饋機(jī)制。

　　賀泓說,排放到大氣中的PM2.5一定程度上會削弱到達(dá)地表的太陽光強(qiáng)度,導(dǎo)致地表溫度下降,而上層顆粒物中的吸光性物質(zhì)會提高該層大氣的溫度,從而形成下冷上熱的穩(wěn)定大氣結(jié)構(gòu),空氣對流減弱,邊界層高度下降,進(jìn)一步加劇污染狀況。

　　“正是這種內(nèi)外因交織、特別是二次顆粒物生成的機(jī)制不明大大增加了灰霾問題的復(fù)雜性和治理的艱巨性。”賀泓說。

　　通過分析英國倫敦?zé)熿F事件、美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件、日本四日市哮喘事件,賀泓團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),這些地方的做法是采取嚴(yán)格立法和執(zhí)法、污染控制技術(shù)升級、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等“組合拳”,經(jīng)過20~40年的努力,使空氣質(zhì)量得以改善。

　　至于我國,面臨的灰霾問題更加復(fù)雜,能源稟賦、地區(qū)差異等更加不利。僅以能源來看,王建國說,我國的石油、天然氣資源匱乏,煤炭儲量相對豐富,在能源結(jié)構(gòu)中占比近70%,居主導(dǎo)地位。隨著核能、風(fēng)能和太陽能等新能源發(fā)展,煤炭的比例會逐步下降,但在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)其基礎(chǔ)地位不會發(fā)生根本性改變。

　　此外,近年來,機(jī)動車、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活排放的強(qiáng)度顯著增加,導(dǎo)致各種復(fù)合污染加劇。

　　賀泓說,全國空氣質(zhì)量總體在向好發(fā)展,但要從根本上解決灰霾污染,還涉及到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和普及控制技術(shù)與社會經(jīng)濟(jì)成本等諸多問題,勢必需要經(jīng)過一個長期的不斷優(yōu)化調(diào)整的階段。

　　對此,中科院也開出一個治霾的藥方:力爭精準(zhǔn)治霾。賀泓舉了個例子,在二氧化硫和一次顆粒物排放總量已經(jīng)開始下降的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)氮氧化物控制,加快實(shí)施區(qū)域揮發(fā)性有機(jī)物總量控制,同時積極推進(jìn)氨排放控制,著力打破大氣復(fù)合污染導(dǎo)致的環(huán)境容量下降的不利局面。

　　本報北京3月1日電