PM2.5從哪兒來？里面究竟藏著哪些污染物？

國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心專家最近分析指出，空氣污染，排放是“病根”，天氣是誘因，復(fù)雜的顆粒物二次轉(zhuǎn)化是催化劑。

 

大的“病情”搞明白了，要想對癥下藥，還得弄清具體的“病因”。

 

重污染天氣中首要污染物大多是PM2.5。PM2.5究竟從何而來，治污這么多年后其主要的成分有沒有變化？重污染期間，區(qū)域之間又是如何相互影響的？近日，藍(lán)藍(lán)天工作室專訪了國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心專家組，為大家答疑釋惑。

 

機(jī)動車尾氣等污染“貢獻(xiàn)”加大，農(nóng)業(yè)污染給大氣添亂

 

這些年，京津冀及周邊地區(qū)大氣污染防治不斷加力，PM2.5的化學(xué)特征發(fā)生了顯著變化。

 

攻關(guān)研究表明，2017年，京津冀及周邊地區(qū)大氣污染傳輸通道“2+26”城市二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、可吸入顆粒物（PM10）、揮發(fā)性有機(jī)物、氨和一氧化碳等污染物排放量，同比下降6%—31%，其中，二氧化硫排放降幅最大，氨排放降幅最小。

 

2017—2018年采暖季期間，京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市PM2.5的平均濃度為85微克/立方米，其中有機(jī)物、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽等主要組分的占比分別為28%、19%、12%和11%。2018年11月—今年2月主要監(jiān)測站點在線測量的結(jié)果，再次印證了這一變化規(guī)律。

 

 

PM2.5組分“黑名單”。（資料來源：國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心）

 

——有機(jī)物占比正在下降。

 

PM2.5組分“黑名單”中，排在第一位的是有機(jī)物。目前，在測的有機(jī)物達(dá)100多種，主要來自散煤燃燒、機(jī)動車尾氣等一次排放和揮發(fā)性有機(jī)物的二次轉(zhuǎn)化，隨著散煤燃燒排放等得到有效治理，有機(jī)物的占比正在下降。

 

——硫酸鹽濃度及占比大幅降低。

 

作為大氣主要污染物之一，二氧化硫是導(dǎo)致酸雨的重要因素，也曾是二次生成PM2.5的最主要來源。很多地區(qū)一直把控制二氧化硫排放總量作為大氣污染治理的頭等工作。攻關(guān)專家認(rèn)為，京津冀及周邊地區(qū)散煤“雙替代”、燃煤鍋爐和“散亂污”企業(yè)綜合整治成效顯著，使得硫酸鹽濃度及占比大幅降低。

 

——硝酸鹽污染十分突出。

 

觀測期間的數(shù)據(jù)分析顯示，京津冀及周邊地區(qū)硝酸鹽區(qū)域性污染十分突出，硝酸鹽絕對濃度和占比大幅度超過硫酸鹽，成為PM2.5中最主要的二次無機(jī)組分，其濃度快速上升已成為PM2.5爆發(fā)式增長的關(guān)鍵因素之一。這表明，加強氮氧化物的控制非常重要、非常緊迫。

 

中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員薛志鋼告訴記者，“2+26”城市氮氧化物最重要的來源是道路移動源，也就是機(jī)動車，占比32%；非道路移動源即工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶和飛機(jī)等的排放占比17%；電力和供熱行業(yè)排放占比17%；其他工業(yè)排放占20%。抓住重點領(lǐng)域、推進(jìn)氮氧化物減排成為當(dāng)務(wù)之急。

 

 

氮氧化物主要來源。（國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心提供）

 

——銨鹽排放須引起重視。

 

PM2.5組分“黑名單”中銨鹽排在第四位。聯(lián)合攻關(guān)專家、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉學(xué)軍表示，銨鹽主要由氨氣通過二次轉(zhuǎn)化而來，其來源主要是農(nóng)業(yè)氨排放，占比高達(dá)85%，其中畜禽養(yǎng)殖占57%，氮肥使用占20%。從時間分布上看，秋冬季氨排放量低，夏季排放量大。另外，秸稈焚燒等生物質(zhì)燃燒、垃圾填埋場、污水處理廠等也有氨排放。

 

專家探索性地將“2+26”城市分為6種類型

 

各個城市產(chǎn)業(yè)、能源、交通結(jié)構(gòu)不同，城市化水平及消費水平不同，污染呈現(xiàn)不同特點。中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長賀克斌介紹，根據(jù)城市污染源結(jié)構(gòu)特征，可探索性地將“2+26”城市分為6種類型：

 

天津、石家莊、唐山、邯鄲、滄州、濟(jì)南、淄博、安陽等城市為綜合工業(yè)污染類；北京、鄭州等城市為偏機(jī)動車及溶劑類（裝修涂料、干洗劑、發(fā)膠、染發(fā)劑等）；邢臺、太原、長治、陽泉、晉城、聊城、濱州等城市為偏煤焦鐵類；廊坊、衡水、濟(jì)寧、德州、新鄉(xiāng)等城市為偏溶劑使用類；保定、鶴壁、焦作等城市為偏建材污染類；菏澤、濮陽、開封等城市為偏農(nóng)業(yè)及石化化工類。

 

各城市之間污染傳輸互相影響，全年平均“貢獻(xiàn)”約20%—30%

 

兩年多前，一張在北京市西紅門拍攝的大氣污染團(tuán)從南邊滾滾來襲的照片，在很多人的微信朋友圈中刷屏，至今讓人印象深刻。

 

“事實上，攻關(guān)期間，每次重污染我們都開展走航觀測，采用新技術(shù)密切關(guān)注重污染過程。”中國工程院院士、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員劉文清說。

 

京津冀及周邊地區(qū)的特殊地形，使得污染物區(qū)域傳輸對污染快速累積產(chǎn)生顯著影響。攻關(guān)研究表明，西南通道（太行山前輸送帶）、東南通道（濟(jì)南—滄州—天津輸送帶）和偏東通道（燕山前輸送帶）均影響較大。京津冀及周邊地區(qū)各城市污染程度受到整個區(qū)域的傳輸影響，全年平均“貢獻(xiàn)”約為20%—30%，重污染期間的“貢獻(xiàn)”還會再提升約15%—20%。

 

對北京市而言，在重污染期間區(qū)域傳輸“貢獻(xiàn)”最高可達(dá)60%—70%，其中西南通道、東南通道和偏東通道都有較大影響。西南通道的定量分析顯示，在典型污染過程的起始階段，向北京的輸送通量最高可達(dá)500—800微克/平方米·秒，污染形成階段的輸送通量在100—200微克/平方米·秒左右。

 

中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王自發(fā)告訴記者，輸送通量是表示污染物輸送強度的物理量，數(shù)值越大，代表輸送強度越大。“根據(jù)定量分析結(jié)果，按照近地面大氣混合層500米高計算，在污染過程起始階段，周邊地區(qū)每小時每公里最高向北京輸送0.9噸—1.5噸PM2.5，影響非常明顯。”

 

有人認(rèn)為，北京的藍(lán)天受到了周邊地區(qū)的拖累。但北京跟蹤研究工作組專家、清華大學(xué)教授王書肖并不這樣認(rèn)為。她說，如果因此將北京空氣污染完全歸咎于周邊地區(qū)，那可就錯了。

 

王書肖表示，大氣污染是區(qū)域性問題，京津冀及周邊地區(qū)在同一空氣流場內(nèi)，各城市的污染物相互影響，北京既受其它城市影響，也影響其它城市，空氣質(zhì)量一榮俱榮、一損俱損，誰都難以獨善其身。

 

區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量相對較好的地方，對區(qū)域傳輸“貢獻(xiàn)”會小一些，這是大家的普遍印象。但專家們對各城市細(xì)致的“體檢”，推翻了這樣的誤解。

 

“天津市去年P(guān)M2.5年均濃度為52微克/立方米，其中一個原因是得益于相對較好的擴(kuò)散條件。”中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員孟凡說，天津污染物排放總量很大，但一次PM2.5直接排放并不是很高，只有唐山市的1/3，對本地造成的影響比較小。不過，天津的二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物排放較高，排名“2+26”城市前列。這些PM2.5前體物轉(zhuǎn)化成硫酸鹽、硝酸鹽和顆粒物有機(jī)組分需要一定時間，輸送過程中伴隨著轉(zhuǎn)化，對區(qū)域污染影響較大。空氣質(zhì)量模型模擬計算表明，天津的污染物對區(qū)域傳輸?shù)?ldquo;貢獻(xiàn)”在“2+26”城市中排名靠前。攻關(guān)研究顯示，區(qū)域排放總量位居前列的5個城市，河北占了3個。西南通道也就是冀中南太行山沿線方向，包括河北石家莊、保定、邢臺、邯鄲等城市，工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重、能源結(jié)構(gòu)偏煤、運輸結(jié)構(gòu)偏公路等問題突出，污染物排放總量較高，遠(yuǎn)超環(huán)境容量。東部的唐山市，工業(yè)污染特征也十分突出。

 

“河北空氣質(zhì)量相對較差，只有大幅削減污染物排放，才能提升本地空氣質(zhì)量，促進(jìn)京津冀及周邊地區(qū)空氣質(zhì)量持續(xù)改善。”河北省生態(tài)環(huán)境廳廳長高建民說。生態(tài)環(huán)境部大氣環(huán)境管理司司長劉炳江強調(diào)：“區(qū)域大氣污染治理過程中，各個城市首先要‘自掃門前雪’，把本地排放降下來。”（人民日報中央廚房·藍(lán)藍(lán)天工作室 劉毅、孫秀艷、寇江澤）