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3年来全国空气质量平均改善了30%,但颗粒物浓度远未达到环境显著改善的拐点

发布时间:2021-01-13 16:57:00
【每日科技网】

  “一线大城市应把机动车尾气污染控制放在突出位置。”3月1日,中科院区域大气环境研究卓越创新中心首席科学家贺泓研究员,在中科院召开的大气灰霾研究媒体通报会上,做了“我国大气灰霾成因与防治思考”的报告。

  全国平均改善幅度在30%左右

  2013年以来,全国空气质量总体向好,重度及以上污染天数占比逐步降低,优良天数比例明显上升。2013-2016年,全国平均改善幅度在30%左右,京津冀地区改善幅度更大。但是,在某些大气污染事件中颗粒物浓度降低还远未达到能见度显著改善的拐点,这是公众还没有明显感受到大气质量改善的主要原因。

  不过,我国中东部的部分地区秋冬季节大气污染防控的形势依然严峻,观测结果显示2016年北京冬季PM2.5浓度与前三年相比没有显著降低。

  污染排放是灰霾形成的内因

  灰霾是怎么形成的呢?污染排放是灰霾形成的内因。PM2.5来源包括直接排放(一次源)和二次生成(二次源)。PM2.5的二次生成是指排放到大气中的气态污染物通过多种化学物理过程被转化为硫酸盐、硝酸盐、铵盐和二次有机气溶胶等细颗粒物。一些污染源比如汽油车,虽然其尾气中一次颗粒物浓度不高,但在大气中反应后产生大量二次颗粒物,成为城市PM2.5的重要来源之一。

  研究表明在我国中东部地区二次颗粒物对PM2.5的贡献率常常高达60%,在成霾时二次颗粒物所占比例往往更高。然而,目前对二次颗粒物生成的机制还有很多不清楚的地方。例如,氮氧化物和挥发性有机物发生光化学反应,除了产生二次有机气溶胶以外,还会产生臭氧和羟基自由基等氧化剂,氧化剂可进一步氧化二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物,分别生成硫酸盐、硝酸盐和有机气溶胶,造成二次颗粒物爆发增长。农业、畜牧业等排放导致华北地区成为氨超量的大气环境。

  实验室研究发现,氨气改变大气化学平衡,在气态污染物向颗粒物过程中发挥重要作用。其结果是,和伦敦烟雾事件相比,我国京津冀地区强霾事件中二氧化硫的浓度比伦敦烟雾事件要低得多,有1-2个数量级的差别,但产生的细颗粒度却相当。一个重要的原因就是大量的氮氧化物和氨气排放增加会非线性地降低大气对二氧化硫的环境容量,促进灰霾的爆发。以上仅仅是对大气复合污染条件下导致环境容量下降的初步认识,类似这样二次颗粒物爆发增长致霾的机制还有很多认识不清楚的地方。

  不利气象条件是雾霾形成的外因

  以低风速和逆温为特征的不利气象条件是雾霾形成的外因。气象资料统计表明,近40年来京津冀年平均风速逐年减小,减小幅度达37%,尤其对京津冀污染物扩散有利的北风频次和风速都显著下降。

  另外,内因和外因之间也存在正反馈机制。排放到大气中的PM2.5一定程度上会削弱到达地表的太阳光强度,导致地表温度下降,而上层颗粒物中的消光性物质会提高该层大气的温度,从而形成下冷上热的稳定大气结构,空气对流减弱,边界层高度下降,进一步加剧污染形成。正是这种内外因交织、特别是二次颗粒物生成的机制不明大大增加了灰霾问题的复杂性和治理的艰巨性。

  解决灰霾问题必要有最大的耐心

  由于灰霾治理复杂性和艰巨性的特点,实现空气质量根本好转将是一个政府领导、科技支撑、企业实施、市场调节、全民参与的渐进过程,有必要形成共识,必须下最大的决心,同时也要有最大的耐心,既要打好攻坚战,也要打好持久战。

  从英国伦敦烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件、日本四日市哮喘事件来看,他们采取严格立法和执法、污染控制技术升级、产业结构和能源结构调整等“组合拳”,经过20-40年的努力,使得空气质量得以改善。

  我国现阶段污染物排放总量的基数大,现有能源结构仍以煤炭为主(约66%)。近年来,机动车、工业、农业以及生活排放强度显著增加,导致各种复合污染加剧。我国产业布局相对集中,使得华北、东北、成渝、关中、珠三角、长三角的区域特征明显,尤其是京津冀地区单位面积的能耗和排放量都是全球最高的区域,形成了目前燃煤-工业排放-机动车-农业排放多类型污染、高负荷共存的重度复合大气污染类型,复合污染导致的环境容量下降很大程度上抵消了我们大气污染控制的成效。

  从趋势上来讲,全国空气质量总体在向好发展,但要从根本上解决灰霾污染,涉及到产业结构调整、能源结构优化和普及控制技术与社会经济成本等诸多问题,势必都需要经过一个长期的不断优化调整的阶段。对于京津冀地区来说,协同发展更是解决大气污染乃至生态环境问题的一个必由之路。

  灰霾治理需要加强针对性

  为了以最小的经济代价获得最大的空气质量改善效果,贺泓总结团队的研究成果提出了几点具体建议:

  第一、发挥科技支撑作用,加强多污染物的协同减排。在二氧化硫和一次颗粒物排放总量已经开始下降基础上,加强氮氧化物控制,加快实施区域挥发性有机物总量控制,同时积极推进氨排放控制,着力打破大气复合污染导致的环境容量下降的不利局面。

  第二、一线大城市应把机动车尾气污染控制放在突出位置。机动车尾气排放的氮氧化物、挥发性有机物和一次PM2.5等污染物,对城市大气灰霾和光化学烟雾的形成有重要贡献。发达国家的治理经验表明,机动车尾气导致的光化学烟雾污染将是比灰霾污染更长期、更难治理的顽疾。应加快新车排放标准的提升,加强在用车辆的监控,实行尾气净化装置的定期更换,加快淘汰老旧机动车;发展公共交通,缓解城市交通拥堵;立法控制非道路机动车(工程车,农用车等)排放。控制机动车排放污染,可以非线性地为工业源排放创造空间,减少大气污染治理对国民经济的冲击。此外,排放分担率高的重型柴油车排放污染控制应该放在目前重中之重的位置。港口城市应加强船舶排放污染的控制。城郊乡村重点治理“小散乱污”企业,健全法规制度,加大执法力度,落实问责机制。

  第三、加大我国北方秋冬季大气污染防治力度,大力防控农村和城乡结合部散煤和秸秆燃烧导致的季节性霾污染。冬季北方农村地区的采暖散煤燃烧严重影响空气质量,受地形影响在华北地区尤为明显。研究和示范表明采用新型清洁炉具能显著提高燃烧效率,降低污染物排放,在没有条件煤改气、煤改电的农村地区应加大力度推广应用。有条件的地方应大力提倡利用地热采暖。

  建议大力研发和推广秸秆综合利用技术,严控农业区特别是城郊区无序的秸秆焚烧。氨气排放对于污染物气粒转化及颗粒物吸湿增长致霾具有极大的促进作用,农业源氨气排放主要来自农业施肥和畜牧业,建议研究采取综合治理措施。


赵芷彤 https://www.kugou.com/yy/singer/home/168554.html
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