团队架设室外PM2.5观测仪

■本报见习记者 程唯珈

作为最早涉足“煤改电”的地区，北京治理燃煤的系列举措也是我国大气环境治理的写照。除了可有效地改善大气污染外，它也为科学研究提供了重要契机。

近日，中国科学院大学资源与环境学院副院长张元勋教授与中外学者合作，针对北京市“煤改电”政策实施对空气质量、家庭供暖和幸福感的影响进行了系列评估。相关成果5月13日发表在《自然—能源》上。

“煤改电”打响雾霾攻坚战

每到冬季，北方供暖地区大规模、长时间的雾霾污染就成为社会的热点话题。相关研究表明，雾霾的产生与冬季供暖的燃烧活动息息相关，燃煤则是“元凶”之一。

据了解，在北京冬季，室外PM2.5的近一半（45%）来自于家庭燃煤污染，在重污染天气甚至高达57%，超过了运输和电力部门的“综合贡献”。

尤其在北京农村山区住宅，没有任何除尘措施的散煤燃烧不仅对大气环境造成严重污染，更是对人体健康造成了严重危害。

“我们曾对北京郊区利用煤炭供暖的250名成年人进行调查发现，冬季PM2.5的个体暴露浓度平均为138μg/m3，比世界卫生组织的参考值25μg/m3高出5倍多。由于PM2.5在呼吸道中受到的阻滞较小，可透过肺气血屏障进入循环系统，使吸附在PM2.5上的有害物质进入肺泡甚至血液。”论文作者之一的张元勋告诉《中国科学报》，此外，燃煤造成的空气污染与不良的生育结果、癌症等疾病以及相关的死亡显著相关。

幸运的是，2003年，北京正式开始实施“煤改电”工程，范围涉及核心城区、老胡同、文物保护区及部分农村地区。截至2016年，北京地区累计完成58.25万户“煤改电”改造工作，到2018年，已完成约450个村落“煤改电”的改造工程，实现了北京平原地区住宅用户的“无煤化”。

张元勋介绍，改造后，北京全市每个采暖季预计可减少散煤燃烧386.2万吨，减排二氧化碳1004.12万吨、二氧化硫9.27万吨、氮氧化合物2.7万吨，节能减排效果显著。

“很多研究表明，大气污染与发病率和死亡率密切相关，但健康效应与相关政策和法规的响应关系却鲜有人研究。”张元勋说，通过量化空气污染及相关干预措施对健康效应的影响，有望实现针对家庭向清洁技术过渡的政策干预，并可对监测煤炭减排的法规提出指导意见。

幸福各不相同

为此，团队通过调查问卷、室内温度和空气质量测定、个体暴露样品采集等手段，在北京城郊选择未经改造和改造后的村落进行对比。

其中，调查问卷内容主要包括对生活满意度、居住环境满意度和家庭收入满意度三方面的调查。室内温度测定是在居民房间放置温度传感器并进行实时传输，用于对比不同供暖方式对室内温度的影响。同时，团队还在受试者中选取部分居民佩戴个体暴露采集器，持续48小时进行冬季个体暴露采样。

研究中参与调研的大部分村的常住人口以老人居多。在健康调查中包括一项内容，即测量每户中一位居民的呼出气中的一氧化氮含量，来帮助判断呼吸系统的健康状况。国科大团队骨干之一、大气化学与健康联合实验室博士尚晶告诉《中国科学报》：“当听说吹出一口气的检测成本是一百多块钱后，有的家庭的老人就开始互相谦让，想把这个‘昂贵’的体检机会让给自己的老伴。可见，大家最关心的就是健康问题，这也是环境科学研究所要达到的终极目的之一，就是保护人类健康。”

研究发现，不同收入水平的群体在“煤改电”和现有补贴政策下能够收获的生活幸福感和居住环境改善情况有所差异。“煤改电”工程实施后，北京中、高和部分低收入水平的家庭均减少了煤炭的使用，冬季室内温度有所升高，室内空气质量得到改善，人民生活质量和幸福感也得以提升。然而，相比之下，在低收入地区，已改造区域居民的幸福度却显著低于未改造区域。

“这是由于经济上的窘迫感造成的幸福感降低。”张元勋认为，低收入地区实施改造后，相对于改造前，采暖温度提高的背后是采暖成本的提高、居民支出的增加，这对于低收入地区的居民来说更加重要。因此，环境质量的改善不仅仅是一个技术问题，对于整个区域乃至全国来说，更是一个经济问题。

治理大气污染需综合发力

张元勋介绍，该论文所阐述的仅是全部研究的预实验阶段的成果，在2018/2019年冬季和2019/2020年冬季，团队还将进行前后两年的对比研究，以更翔实的数据进一步对北京市“煤改电”和现有补贴政策进行评估。

“下一步我们将对特定的人群进行健康调查，对比不同用煤水平村落村民的呼吸道健康水平状况。”他介绍，团队将随机征集村民进行随访，通过特定的生物标志物来分析村民呼吸系统的健康水平，评估“煤改电”政策影响下村民健康的改善情况。

然而，想要仅仅依靠“煤改电”工程就能实现雾霾的彻底治理还为时尚早。张元勋认为，治理大气污染还需综合发力。

为此，他提出了四点建议：一是不断推进末端治理技术升级和能源结构的调整，提高清洁能源的比例，推广能源的清洁利用技术；二是减少汽车尾气污染，促进机动车排放标准升级、油品质量提升以及高排放老旧车辆的淘汰；三是形成区域联防联控以达到最大成效；四是强化环境经济学、环境管理等领域的研究，综合利用经济杠杆和政策及法律约束，使空气质量改善和经济增长能协同发展。经济和政策方面的研究结论，对于其他空气污染严重的发展中国家如何提高空气质量也会提供重要的参考。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41560-019-0386-2