舍不得经济利益就治不了污染
——专访中科院大气物理研究所研究员王跃思
记者:我们通常认为夏季并非重污染天气的高发期,为何6月以来北京出现了持续的雾霾天气?
王跃思:应该讲,夏季本身就是北京大气污染的高发期。北京雾霾天的高发期分别在冬季和夏季。冬季北方城市存在取暖化石燃料燃烧排放的额外季节性污染源,是一次污染;而夏季高温和剧烈的太阳辐射,使大气中光化学生成的二次颗粒物浓度很高。北京冬季往往只有PM2.5一个典型的污染物,但是在夏季还会出现另一个典型的气态污染物——高浓度的臭氧。
今年的天气与往年相比,虽然多了30%~40%的降水,但雾霾天气还是很严重。因为雨后温度下不去,往往还没有风。实际上,目前北京的污染物单靠降雨沉降清楚效果已大不如从前,还要有风这个气象因素。下过雨如果不刮风,局地排放的污染物还是扩散不出去,而且今年雨后往往温度升高,相对湿度加大,污染物排放快速加载到雾气里,就形成了雾霾天。
因此,就不难解释今年夏天北京的空气似乎一直没好过,原因有两个:一是空气湿度大,温度高,风小或是没有风;二是污染排放仍在增加,污染排放总量居高不下。
记者:那么,北京的雾霾天气未来是否将成为常态?
王跃思:从全球变暖的大趋势和局地气象条件及地形分析,北京的雾霾天气今后成为常态的可能性非常大。
首先,全球变暖可能是导致东亚季风减弱的一个重要原因。冬季西北风弱了,寒潮减少,北京等中东部城市的污染物不容易随风清除;夏季副热带高压太强,城市热岛夹带山谷风局地环流,污染物被阻塞在山前平原区域,也不容易向海上扩散。另外,全球变暖使得极端天气增加,天气状况的变幅特别大,忽冷忽热。比如今年我国夏季降水量与往年相比变化不大,但集中降到了北方某些地区造成了洪涝;而有些南方地区持续几个月没有明显降水,又造成了这些区域的严重干旱。霾污染的暴发也有类似倾向,近七八年来,北京大气PM10和PM2.5年均值变化不大,但老百姓感觉污染越来越重,其中一个原因就是重度霾污染天气增多。
其次,城市太大了,规划又缺乏预见性,高楼大厦越建越多,热岛效应很严重。受到城市近地层汽车、空调室外机和餐饮热量排放的加热,空气就往上跑,城中心就形成低压,周边的污染物就会向城市中心辅合,加之北京地形的特点,三面环山,城市热岛与山谷风造成的局地环流,就会使污染在城市内部循环不断加强。
第三,也是最重要的,北京的污染源不是越来越少了,而是越来越多。如果我们不继续大幅度地消减污染源,我们城市的霾污染肯定就会变为常态了,因为老天爷不会帮忙清除更多的污染了。
与此同时,污染物还会恶性循环。当污染物聚集到城市上空的时候,城市上空就形成一个人们常说的“灰锅盖”或“扬灰层”,这种层如果不及时扩散掉就会遮挡阳光照射到地面,阳光被反射回太空或被消耗加热了上层大气,地面就会变冷,地面一冷空气就会变重,下面的空气重上面的空气轻,就形成了逆温。逆温是一种稳定的大气层结构,这时候空气上下也不流通。水平风减小,垂直风扩散减弱,城市的污染扩散不出去,霾污染就会越来越严重,并且持续的时间也会加长。
记者:您开展了哪些针对PM2.5源的分析和研究?造成北京雾霾天气的主要原因究竟有哪些?各种因素所占的比例如何?
王跃思:我们的研究主要是通过大气PM2.5成分分析,反演出PM2.5的来源。大气中PM2.5的一个成分是二次水溶性无机盐,以硫酸盐、硝酸盐、铵盐为主(在沿海城市还包括海盐),占到30%~40%。还有一部分是有机物,包括有机碳(OC)和元素碳(EC),占的比例跟二次水溶性无机盐差不多。另外约20%就是矿尘,包括地面扬尘和建筑扬尘。天气状况好(风较大)时,矿物尘占40%~50%,霾污染特别严重的时候,矿尘的比例占的就少了,一般低于10%。
根据PM2.5成分的分析,我们得到了北京PM2.5的来源,即局地机动车排放占20%~25%,地面和建筑扬尘占5%~10%,还有餐饮源(餐饮业和每个家庭)占10%~15%,燃煤大概占到20%(主要是五环以外和周边省市的影响),北京市的工业现在很少了,只占到5%~8%,但是,还有相当大的外来污染源,大约在20%~30%。
要注意的是,PM2.5来源的比例是不断变化的。当一个霾天来临时,机动车占的比例就不只25%,因为这样的天气没有风,这时的污染以本地为主,最高时机动车及相关过程排放的而污染可超过50%,餐饮油烟排放的比例,在这种天气下也有所上升。平均源解析数据对北京PM2.5的分析有一定作用,但是已经不太适用了。当污染源来临时,我们只有对PM2.5等所有污染物进行动态的化学组成监测和动态的来源解析,才有可能找对真正的污染源头,进行调控和预警。
记者:您认为机动车对于北京PM2.5的影响是否应该引起足够的重视?
王跃思:治理北京的大气污染,对于机动车以及燃煤排放的氮氧化物应该引起足够重视。二氧化氮沾水就变成硝酸和亚硝酸,它们可以使大气中所有的物质溶解掉。所有的硝酸盐都溶于水,换句话说,硝酸的酸性、氧化性和硝化功能可以使金属溶化、沙尘活化和有机物消解。氮氧化物的大量排放可以使硫酸盐加速转化,原来仅有燃煤排放二氧化硫的时候,污染没那么严重,现在氮氧化物一加载进来,使所有污染物都活化了,污染就加重了。
这也就能部分解释北京早些年的雾霾没有这么严重,持续时间也没有这么长,但现在为什么这么频繁和严重等问题。这些年北京比原来多的是什么?就是汽车。汽车排放氮氧化物、有机碳(OC),这两种污染物排放出来加载原来燃煤排放的污染物,就使污染物非线性地增长。而且,硝酸盐、硫酸盐的溶水性使得大气中污染物的活性增强了。大气中的颗粒物有一个很重要的过程,叫做吸湿增长,溶于水的东西吸了水才能增长。因此,很多大气中的粒子我们本身肉眼看不到,但是跟硝酸盐、硫酸盐混合在一起,一吸水,长大了,原来看不见的细小粒子,现在就能够让肉眼看到,就是我们眼前的雾霾。因此,解决北京PM2.5的问题,可以说我们自己优先做的就是控制好机动车。
记者:您认为北京治理PM2.5的重点、难点究竟是什么?
王跃思:北京污染治理的重点难点就是领导要下决心。如果不下决心什么事都干不了,政府部门下不了决心去公开财产,就治不了腐败;领导下不了决心调整产业结构,企业就下不了决心提高环保水平,谁都舍不得去损失一些经济利益,就治不了污染。
北京的大气污染治理的重点在于相关管理机制和规章制度,在于具体措施的执行和落实。标准和制度的威严在于执行。法规标准还不健全的,那就进行修改完善,加强监管,提高违法成本,就能解决部分问题。比如,我们的露天烧烤,虽然屡禁,但不止。如何真正有效地取缔这些制造挥发性有机物的来源,是我们的政府部门应该思考的问题。
另外,解决北京的大气污染最重要的还是联防联控。京津冀鲁的燃煤占了全国的22%,占全球的11%,粗钢、玻璃、橡胶和水泥等污染排放量大的工业产量,均为全国第一,甚至全球第一,而这个区域的陆地面积不足全球的万分之五,从卫星上看地球,这个区域就相当于地球的一个烟囱!这个区域的污染物总量不控制,北京别想独善其身。大气污染联防联控不能仅停留在一句口号,要从城市群产业结构、功能区划分和交通运输等各个方面进行长期、细致的调整工作,区域整体布局,分阶段、分块逐步实施,在法律、法规的框架下,各个行政单元要携手共进,共同来执行,共同来努力。
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