作者:赵广立 来源:中国科学报 发布时间:2021/3/29 14:39:54
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中英科学家历经5年调查揭示:
污染物长距离输送是北京空气污染主要源头

 

近日,一项由150多名中英科学家团队在京开展的、前后长达5年的大规模空气污染实地调查活动,通过“云端”沟通会发布了最终研究报告。报告揭示,观测和模型结果均表明跨区域传输是北京大气PM2.5污染的主要来源。报告还提出,减少长距离输送到北京的黑碳,有可能抑制“气溶胶—气象”反馈机制,并缩短霾的持续时间或降低霾的严重程度。

报告同时指出,北京的空气质量在过去几年中的显著改善,应归功于“大气污染防治行动计划”的实施所导致的污染物减排。

150余位科学家来自中英30个参与单位,在这项被命名为“中英中国超大城市大气污染与人体健康国际研究计划”(APHH-Beijing)的项目中,他们协同开展了5个子课题。其中,最大的子课题“北京市空气污染物的来源和排放”由中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌与英国皇家科学院院士、英国伯明翰大学教授Roy Harrison(罗伊·哈里森)领衔。报告主编和研究计划总协调人为伯明翰大学教授时宗波。

科学系统的调查:促进研究成果向政策转化

罗伊·哈里森在对研究计划和报告作解读时介绍说,科学家使用一系列高科技设备在北京市中心测量了空气污染状况,包括在中国科学院大气物理研究所325米的气象塔上测量城市上空不同高度的污染成分和浓度变化。此外,他们还利用新的观测技术和模型对北京市空气污染的成因和健康影响进行了深入的研究。

综合跨学科、不同机构和多个国家的学术优势,APHH-Beijing团队综合利用现场观测、实验室研究、机器学习和模型模拟等方法,取得了大量的科研成果。到目前为止,APHH-Beijing团队发表了超过400篇经同行评议的学术论文,其中包括多篇发表在多学科顶级期刊上的论文以及47篇发表在APHH-Beijing特刊上的论文。

报告中写道,这些成果揭示了北京及周边地区空气污染排放、过程和健康效应的相关情况,为相关部门进一步控制大气污染政策制定提供了科学支持,并促进了对城市和乡村可持续发展的探讨。报告还披露,APHH-Beijing团队和“利益相关者”——包括生态环境部和北京市生态环境局,举行了两次交流会,促进了研究成果向政策的转化。

鉴于中英科学家团队联合调查研究取得的成绩,英国自然环境理事会健康环境部主任Caroline Culshaw评价APHH-Beijing研究计划“取得了极大的成功,是国际合作研究的一个典范”。她说:“这展示了跨越环境和医学科学的大规模国际合作的优势,以应对全球挑战。”

报告亮点:道路交通“暂非”北京污染物主要来源

报告显示,北京市中心主要空气污染物——细颗粒物(PM2.5)、挥发性有机化合物和黑碳等的实测排放通量,远低于此前估算的排放量,但在2016年和2017年大气污染物的浓度仍相对较高,表明它们主要来自非本地源;而进一步的调查显示,北京市中心以外的生物质和燃煤产生的PM2.5,通过长距离输送影响了北京市区的空气质量。由此,结论显而易见:污染物长距离输送是北京空气污染的主要源头。

在更广泛的项目中,研究人员还发现,食用油排放是北京细颗粒物的来源之一。报告称,这表明北京可能需要更严格地控制该本地污染源。

此外,报告还指出,道路交通不是一次排放PM2.5的主要来源,但仍然是氮氧化物的重要来源。研究还发现,由于居民燃煤和生物质燃烧等原因,郊区和农村居民的空气污染个人暴露远高于北京市中心地区。

对此,时宗波认为,北京与欧洲一些大型城市相比,污染物来源有明显区别。在伦敦、巴黎等城市,交通排放对PM2.5的贡献占比较大,相比而言北京情况有些不同。他分析,这跟西欧国家柴油车占机动车保有量水平较高有关,而北京几乎没有柴油车;在北京乃至中国多数地方,固体燃料燃烧仍是大气污染特别是PM2.5的重要来源,而欧洲的绝大部分超大城市已很少见使用固体燃料。

贺克斌在回答《中国科学报》线上提问时,也对此进行了回应。但他认为,虽然北京不像欧洲那样空气中PM2.5有70%~80%来自道路交通,但近年来也在逐渐增长中:“从早年的百分之十几,到2017年已经占比45%,近两年还在继续增长,恐怕已经超过50%。”他表示,随着燃煤治理的推进,未来针对机动车排放治理的分量会越来越重。

关注视角:空气质量改善有助“抑郁指数”下降

研究中的一个子项目揭示了北京臭氧污染在夏季比较严重,而且污染水平在过去几年中没有明显改善的迹象。报告认为,随着今后对氮氧化物和PM2.5的进一步控制,如果不能加大对关键挥发性有机物物种排放的控制,臭氧污染有可能会进一步恶化。报告指出,导致局地臭氧形成的主要挥发性有机物,包括来自燃油蒸发排放的芳香族挥发性有机物和来自家用、工业溶剂使用排放的含氧挥发性有机物。

臭氧污染对人体和植物等等都是有危害的。罗伊·哈里森在作报告时用到一个关键词:臭氧是一个“未来的挑战”。

另有一个子项目研究了空气质量与人们的精神健康和幸福指数之间的关系。结果非常直观:当空气中细颗粒物浓度下降时,人们的幸福指数上升,同时,“抑郁指数”下降。

报告称,当空气污染水平明显上升时,市民的心理健康开始受到影响,净化空气则可改善市民的身心健康。

对此,罗伊·哈里森表示,空气污染对许多城市居民的健康造成了严重威胁,这其中包括心理健康层面。“我们证实,北京的空气质量近年来有了显著改善,但空气污染程度仍高于世卫组织建议的水平,影响了2000多万人的健康和幸福指数。”

 
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