作者:赵广立 贡晓丽 孙爱民 丁佳 来源:中国科学报 发布时间:2014-3-5 8:58:51
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代表委员议减排 建言献策抗雾霾
 
治霾,中科院在行动

游人从河北省邯郸市被雾霾笼罩的武灵丛台附近走过。 新华社供图
 

中科院生态中心研究员贺泓(右一)与科研人员做实验。
 
■本报记者 孙爱民
 
刚刚过去的2月,雾霾再次牵动国人的神经。在国家层面,党中央国务院高度重视雾霾的治理工作,将其提升到国家生态文明建设和转方式、调结构的关键措施的战略高度。
 
面对国家需求与国人期望,作为科技国家队的中国科学院已经开始了行动。
 
“大气污染既是科学前沿也是国家重大需求,与百姓的健康息息相关,中科院要进一步提高责任感、增强紧迫感,切实承担起国家战略科研力量的历史责任。”中科院院长、党组书记白春礼在多个场合反复向科研人员如此强调。
 
全国人大代表、中科院副院长丁仲礼则表示,目前讨论某个污染源头占排放总量的百分之几的问题,实际上意义不大。我们应该抓紧行动,在煤炭使用中尽快做到脱硫、脱硝、除尘,机动车的减排也要马上行动。
 
在院领导的组织派遣下,多个研究团队相继投入到与雾霾相关的研究课题中。治理雾霾的科技之战已经打响,“知己知彼”的科学探索与“建言献策”的政策咨询正在路上。
 
追根溯源 锁定两大污染“元凶”
 
致使雾霾发生的“元凶”是什么?这不仅是公众主要的疑惑点,也是科学家们试图通过多种手段来解答的科学问题。
 
中科院的科学家给出了问题的答案。
 
中科院大气物理研究所研究员王跃思告诉《中国科学报》记者,中科院在全国布设了由40个站(点)组成的大气质量联合观测网,覆盖了京津冀、长三角、珠三角等重点区域,为我国大气质量开展长期、定位和联网观测提供精确的科学数据。
 
“中科院是最早做PM2.5全国浓度分布图的机构,我们从2011年、2012年就开始做相关的工作。”王跃思表示。
 
针对雾霾污染最为严重的京津冀地区,王跃思的研究团队进行了重点观测、分析。十几年的连续观测数据在科学家面前汇成了该区域的雾霾污染源比例变化图。
 
“我们通过对2009年以后三年京津冀多城市的PM2.5来源空间进行解析,发现北京、天津、河北保定和唐山四个城市的PM2.5主要来源均为燃煤、机动车、工业和餐饮。”王跃思表示。
 
在科学观测数据面前,雾霾污染元凶们不仅“原形毕露”,各个污染物所占的比例也一目了然。其中,河北城市燃煤、机动车、工业和餐饮所占份额分别约为44%、14%、9%和8%,天津分别约为25%、21%、18%和6%,北京的则为30%、22%、12%和13%。
 
为了重点研究北京雾霾发生的原因与过程,王跃思团队还将2013年1月与2014年2月两次重度雾霾事件拿出来,仔细分析每个时段的污染物成分。
 
“经过进一步研究分析,我们得出结论:北京地区的霾污染主要形成于周边区域的工业燃煤污染输送,而加强于本地机动车排放的叠加。”王跃思表示。
 
详细的观测数据可以说明一切,燃煤和机动车排放这两大污染源被“揪”了出来——二者在重污染时段所发生的作用占到70%以上。
 
这一结论一经公布,立即引起了主流媒体的关注,也得到科学家同行的普遍认可。专家指出,尽管雾霾治理尚未取得较大的成效,人们心理上的阴霾与疑虑或许在中科院研究成果公布的同时有所减退。
 
抽丝剥茧 探索二次颗粒物形成过程
 
气态前体污染物如何在大气中快速转化形成二次细颗粒物是我国大气雾霾研究的前沿和挑战性科学问题。
 
“在成霾污染过程中,二次生成细颗粒物可占PM2.5的60%~70%以上。”中科院生态中心研究员、中科院战略性先导科技专项B“大气灰霾追因与控制”首席科学家贺泓在接受《中国科学报》记者采访时强调,解析大气中二次颗粒物的转化过程可以为未来治理雾霾提供科学支撑。
 
据贺泓介绍,作为PM2.5重要二次组分的硫酸盐与雾霾的成因密切相关,它有很强的光散射效应,对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响,“近年来,大气中二氧化硫转化为硫酸盐的机制成为国际大气化学研究的热点和前沿问题”。
 
贺泓带领科研团队向这一科学难题发起了攻关。
 
科学家们通过实验发现,单独的二氧化硫转化成硫酸盐是比较慢的过程,氮氧化物可以很快被氧化成硝酸盐,但当这两种污染物同时存在时,氮氧化物会极大促进二氧化硫向硫酸盐的转化。
 
现实的观测数据也验证了科学家们的发现:北京市区与郊区的二氧化硫的浓度基本相当,而在大气中差异最大的便是机动车排放的氮氧化物浓度。
 
“通过反复实验室模拟研究和外场观测,我们发现:在大气复合污染条件下,大气氧化性增强,气态污染物向颗粒态污染物转化呈现暴发性增长,污染物的大气环境容量下降,造成我国中东部地区雾霾频发。”贺泓告诉《中国科学报》记者。
 
北京雾霾污染与伦敦烟雾事件常常被相提并论,然而前者的二氧化硫浓度仅仅是后者的十分之一。专项研究团队的成果解释了为什么北京在二氧化硫不高的情形下,仍然频现雾霾天这一令人困扰的现象。
 
“我国的大气复合污染导致的环境容量下降,很大程度上抵消了我们长期以来的大气污染控制,尤其是脱硫技术应用取得的成绩,这对我国大气灰霾治理提出了前所未有的挑战。”贺泓表示。
 
建言献策 凸显科技咨询力量
 
对于社会热点问题,科学研究固然重要,可是要促成问题的解决以及科学发现、科学成果的转化还要诉诸于政策的力量。
 
对于处于舆论焦点的北京雾霾,王跃思通过科学观测与科学分析推导出了政策建议。
 
王跃思告诉记者,北京及周边在近期污染过程中采取的应急措施和为空气质量达标所采取的长效环保措施已经显示出效果,“污染物浓度比去年1月份总体下降20%~30%,但大气能见度没有明显下降,因此,公众直观感觉严重程度与去年1月相同”。
 
“要让公众感觉有明显好转,更要大力削减污染物排放,使大气PM2.5浓度下降到100微克/立方米以下,才会显示出明显的效果。”王跃思表示,鉴于此次雾霾事件PM2.5中硫酸盐浓度下降、硝酸盐浓度上升的特点,“我们常常提到的脱硫、脱硝和除尘三措施中的脱硝亟须加强”。
 
基于研究成果,专项研究团队形成共识:我国的能源消耗强度决定了中东部的污染已经大大超越了环境容量,“我国有必要实行比发达国家更严格的排放标准”。
 
“我们提出要优先控制氮氧化物和挥发性有机化合物排放的策略,它们都是增加大气氧化性的前体物;大型模拟舱的建设也非常必要,可以为我国大气污染治理研究提供更完整的、更大的平台。”贺泓告诉《中国科学报》记者,“对于雾霾的研究,在科学上是无止境的。”
 
灰霾不休,有关雾霾与治理之道的研究和探索就不止。
 
正如白春礼所言,灰霾的预测和治理已成为“人不分贵贱、地不分南北”的社会焦点。中科院正在集中院内外优势力量,围绕重点地区、重点季节、重点天气、重点问题集中攻关,像“抗震救灾”时那样集中精力全面应对。

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