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蒋大和、王跃思:雾霾十问
关键字: 雾霾雾霾治理雾霾危害雾霾问答环境污染雾霾科普雾霾成因雾霾与PM2.5区别汽车尾气是雾霾形成的主因吗?
蒋大和:重霾污染中PM2.5 的主要成分都是硫酸盐、硝酸盐和可溶性有机碳。根据我国环保部门2012年开始的关于PM2.5监测和源解析成果,造成重霾的主要污染源是燃煤、工业和汽车尾气。
HEI(美国健康影响研究所)2010年有一个关于汽车尾气健康影响的文献综述,结论是尾气有影响,但因为研究成果不够多,所以不能得出结论。但为什么细颗粒物的人体影响的报告就很多很多呢?据说HEI相当部分研究经费来自汽车商!而HEI还是2013年3月31日在北京发布研究成果(《柳叶刀》杂志大文章)的领头研究单位。
王跃思:其实,在科学界,京津冀地区的污染来源没有太大争议。工业及取暖燃煤、机动车及相关产业、重化工和扬尘是前四大污染源,其他还有农牧业的氨气排放、季节性秸秆燃烧、大城市的餐饮业和居民餐饮面源、建筑尘和装修溶剂挥发等。
我国人口超过一千万的超大城市,机动车及相关过程造成的大气污染份额很高。以北京为例,机动车对PM2.5 的贡献20-50%。道路拥堵,使机动车排放污染物的数量呈5-10 倍上升。目前我们的研究已经证实,大量机动车排放的氮氧化物促进了燃煤排放二氧化硫向PM2.5 的转化。这在发达国家的历史上几乎是没有过的。
那么能根据污染物中硝酸根(或氮)的含量,直接得出汽车尾气的“贡献”比例吗?
蒋大和:我看到一些最新的SCI文章,数据无可怀疑,但问题在分析和评论上。例如,“源解析”做出硝酸根略多于硫酸根,因此就认为汽车贡献为主,但做大气污染大环境研究的专家常常不了解大气污染控制工程里的知识。
例如,氮氧化物的产生有三个机制:高温时空气中的N和O反应;有HC(碳氢化物)活性分子时空气中N和O的反应;以及燃料本身含N……其中高温(热机制)是很重要的一种,因此烧煤也排放很多氮氧化物……
我国燃煤除排放二氧化硫和烟尘外,排放的氮氧化物超过机动车尾气。石化和炼焦等工业过程还排放大量碳氢化物。
另外,下图中未标出的民用燃煤采暖等面源和低矮污染源,也是碳氢化物的重要来源。
还有汽车扬尘呢?
蒋大和:我认为汽车扬尘影响范围较小,在发生雾霾时,汽车扬尘的贡献相当小,所以不提起。
但在一些干旱地区,道路路面条件又不好(土路),又近建筑工地,汽车扬尘可能很严重,但也是局部地区的。一方面,发生雾霾时,都说“静稳”天气,风小扩散能力较差,扬起的尘土飞不起来的。有些地方有“浮尘”,例如沙尘暴过后,但也不是雾霾铺天盖地那一种,性质不同。
(观察者网注:中科院博士后、微博名“大脸撑在小胸”的观察者网专栏作者李汀,在评论文章中引用某项研究,表示PM2.5还有一个贡献,“土壤尘”,占15%。“土壤尘一般包括道路上的扬尘扬沙和建筑工地上的扬尘扬沙。在北京这样的城市里,道路扬尘扬沙几乎全是因为机动车行驶,大概占一半左右。”在此特呈现不同专家的观点,以资读者参考,但请注意,蒋大和教授指的是“雾霾”,而李汀指的是PM2.5,请阅读前文,比较两者的区别。)
“做饭导致雾霾”靠谱吗?
王跃思:“做饭导致雾霾”是以偏概全的解释。这里的“做饭”应泛指“整个餐饮业和居民餐饮活动的排放”。我们根据长时间对霾成分的分析后发现,“餐饮”还真是城市的一个污染源。你不能小看它,根据我们的分析,它对PM2.5的贡献比例在重霾时段也能达到10%左右。每天会出现两次污染高峰,一次是中午,一次是晚上。做饭时段餐饮的标志性污染物比平时高3-4 倍,甚至到5倍。
雾霾和水真有关系吗?
蒋大和:香烟、油气、尾气里的颗粒物因为是直接排放,被称为是“一次污染物”。“雾霾”两个词都带“雨”字头,因为它们会吸湿增长,从不可见变为可见,不仅增强了散射能力,也增强了吸收能力,因此呈灰色。雾也散射,但基本是透射和反射,少吸收,因此呈白色。
(观察者网注:人大重阳金融研究院贾晋京研究员此前评论说,雾霾最重要的成分其实是水蒸气。是水蒸气导致几百种各类成分结合成气溶胶,成为观感很差的雾霾。减少水蒸气会带来蓝天,美国之所以有蓝天就是这个原因。但这并没有减轻环境中的可吸入颗粒物,只是水溶胶少了罢了。减少工业排放,会有利于健康,但不会减少雾霾,不会带来蓝天。)
雾霾对健康的影响有多大?
蒋大和: 污染物健康影响的重要研究方法是研究其相关性。雾霾中的细颗粒物肯定对人体健康有影响,特别是呼吸道,因此重霾期间呼吸道、心血管系统发病率高是可以理解的。但现在还不能证明硫酸盐、硝酸盐等“二次细颗粒物”对健康的影响,较香烟、油烟和汽车尾气里的“一次细颗粒物”更加严重。
真正有重霾污染的,一年有多少天?但我们可是天天要下厨房,天天要过马路吸入汽车尾气。而且汽车尾气里不仅有黑碳和高分子碳氢一类的细颗粒物,还有抱怨油品不好时的依据:添加剂!在没有雾霾时,又要吸入多少?
我认为,对于雾霾,烧煤不脱硫(其实应加上脱硝)是主凶,汽车尾气和油品是次凶;对人体健康,汽车尾气和油品是最大凶手,雾霾居于次要地位。
因为考虑香烟烟气、烹调油气和汽车尾气的生成、组分,以及和离人体的距离更近,接触机会更多,更加有毒,更容易导致慢性疾患如肺癌。即使北京空气质量好的时候,那些交警、那些路人、那些餐馆厨师,那些属于特殊工种必须暴露在细颗粒物下的人员,呼吸PM2.5是不是更容易致病?如果担心健康,首先要戒烟,少油炸,少开车。
(本文摘编自蒋大和教授博客及其发表于《现代物理知识》第26卷第2期的文章《图说‘雾霾’和PM2.5》,以及王跃思研究员发表于《科学世界》2014年第4期的文章《霾从哪里来》,欢迎作者与观察者网联系。
蒋大和是同济大学环境科学与工程学院教授、博士生导师,研究方向为湍流扩散理论、空气质量模式、酸雨模式、环境信息及决策支持系统、有毒有害物质事故排放应急管理、复杂地形风场模拟等。王跃思是中国科学院大气物理研究所研究员、博士生导师,国家杰出青年基金获得者和国务院政府特殊津贴获得者,主持中国科学院战略先导专项B类“大气灰霾溯源”项目,主攻方向为大气气溶胶和霾污染化学。)
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- 责任编辑:陈轩甫
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