中科院專(zhuān)項研究還原京津冀霧霾天氣產(chǎn)生過(guò)程
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研究人員檢出了大量含氮有機顆粒物,稱(chēng)這是“最危險的信號”
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2013-02-16 作者:邱晨輝 來(lái)源:中國青年報
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1月的霧霾天氣總算過(guò)去了,可關(guān)于其產(chǎn)生的原因仍眾說(shuō)紛紜,主流觀(guān)點(diǎn)認為,污染物排放量大,靜穩天氣、擴散條件不利等是重要因素。但是,一些疑團尚未解開(kāi),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(huì )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(zhuān)項組的最新研究結果,研究認為,最近的強霧霾事件,是異常天氣形勢造成中東部大氣穩定、人為污染排放、浮塵和豐富水汽共同作用的結果,是一次自然因素和人為因素共同作用的事件。
專(zhuān)項組成員、中科院遙感與數字地球研究所研究員陳良富說(shuō),空氣污染物中的可溶性成分遇到浮塵礦物質(zhì)凝結核后會(huì )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(huì )很快發(fā)生吸濕增長(cháng),顆粒的粒徑增長(cháng)2倍至3倍,消光系數增加8倍至9倍,也就是能見(jiàn)度下降為原來(lái)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肉眼可見(jiàn)的大顆粒物,隨即發(fā)生灰霾事件。
中國科學(xué)院分布在京津冀區域的15個(gè)PM2.5監測站的監測數據統計顯示,1月份京津冀5次強霾污染分別發(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(shuō)的水汽做“幫兇”。
顯而易見(jiàn),人類(lèi)污染物排放是造成霧霾天氣的內因,可以說(shuō)是“主謀”。
專(zhuān)項組“大氣灰霾溯源”項目負責人、中科院大氣物理所研究員王躍思說(shuō),本次席卷中國中東部地區的強霾污染物化學(xué)組成,是英國倫敦1952年煙霧事件和上世紀40~50年代開(kāi)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《20世紀環(huán)境警示錄》中的不完全統計,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(lái)的調查中稱(chēng),石油揮發(fā)物(碳氫化合物)和二氧化氮,在強烈的陽(yáng)光紫外線(xiàn)照射下,會(huì )產(chǎn)生一種有刺激性的有機化合物,這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為光化學(xué)反應,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(zhuān)項研究中,專(zhuān)項組檢出了大量含氮有機顆粒物,這在王躍思看來(lái)是“最危險的信號”,因為這就是“洛杉磯上世紀光化學(xué)煙霧的主要成分之一”。
含氮有機顆粒物是大量二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機物相互反應共同產(chǎn)生的。在洛杉磯光化學(xué)煙霧事件中,其主要來(lái)源是汽車(chē)尾氣,洛杉磯在20世紀40年代就擁有250萬(wàn)輛汽車(chē),每天大約排出300多噸氮氧化合物。
而中科院專(zhuān)項組的研究顯示,在京津冀霧霾污染最嚴重的1月13日,當PM2.5突破600微克/立方米時(shí),PM1突破了300微克/立方米,PM1中有機物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、氯化物濃度分別達到了160、70、40、30和15微克/立方米;但硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽增長(cháng)幅度大于有機物,上述4類(lèi)物質(zhì)依硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和有機物次序比平時(shí)晴好天氣分別增長(cháng)了30、20、20和10倍!這讓專(zhuān)項人員感到很“疑惑”,從絕對量分析有機物增長(cháng)最多,那么大量的有機物究竟從何而來(lái)?
經(jīng)過(guò)源解析技術(shù),這些包括含氮有機顆粒物在內的有機物被識別出了4類(lèi)有機組分:氧化型有機顆粒物,主要來(lái)自于北京周邊;油煙型有機物,主要來(lái)自局地烹飪源排放;氮富集有機物,一種化學(xué)產(chǎn)物;還有烴類(lèi)有機顆粒物,主要來(lái)自于汽車(chē)尾氣和燃煤。其中氧化型有機顆粒物在整個(gè)污染過(guò)程所占比例最大,為44%,其余三個(gè)組分別占21%,17%和18%。
專(zhuān)項組將這些因素歸結為“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,機動(dòng)車(chē)為城市PM2.5的最大來(lái)源,約為1/4;其次為燃煤和外來(lái)輸送,各占1/5。對于整個(gè)京津冀區域,專(zhuān)項組認為,應重點(diǎn)控制工業(yè)和燃煤過(guò)程,重點(diǎn)在于燃燒過(guò)程的脫硫、脫硝和除塵;同時(shí)要高度關(guān)注柴油車(chē)排放和油品質(zhì)量。
用王躍思的話(huà)說(shuō),“控制灰霾還是需要從控制污染物排放著(zhù)手!
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