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探因中國霧霾:工業排放與汽車排放污染物共存
關鍵詞： 霧霾,氣溶膠粒子,污染物濃度,復合污染,探因
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探因中國霧霾
中國的霧霾，其復雜性就在于工業排放特別是燃煤排放污染物與機動車排放污染物同時存在
文/《瞭望》新聞周刊記者溫泉
2013年12月30日，中科院大氣物理研究所研究員張仁健課題組發表在國際期刊《大氣化學與物理學》上的一篇論文引發關注。
該論文研究了北京城區細顆粒物總體污染水平及季節變化特征，其中關于北京“汽車尾氣與垃圾焚燒”對霧霾的平均貢獻只有4%的結論，與此前其他研究機構的結論大相徑庭。
關于北京霧霾PM2.5的來源，國內相關研究機構都發表過各自的研究結論，機動車的“貢獻”一般認為在10%～50%之間，多數認為在20%～30%之間。
2014年1月2日上午，北京市環保局副局長方力在“2013年北京市空氣質量狀況新聞通報會”上，對“PM2.5中汽車尾氣僅占4%”回應說，僅為“一家之言”。當日下午，中科院緊急召開新聞通氣會，對這一研究結論進行澄清。
張仁健課題組的論文認為，北京PM2.5有6個重要來源，分別是土壤塵、燃煤、生物質燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒、工業污染和二次無機氣溶膠，這些源的平均貢獻分別為15%、18%、12%、4%、25%和26%。
“這個研究本身不能說錯。”中科院“大氣灰霾追因與控制”專項首席科學家賀泓向本刊記者解釋說，“請注意，它的源解析中有二次無機氣溶膠，這里面很大部分是由機動車排放的氣體轉化的。另外，二次有機氣溶膠的相當一部分也是來自機動車的排放。”
賀泓表示，要精確說明“二次氣溶膠”的來源，目前還做不到。他認為，“二次氣溶膠”的形成機制不完全清楚正是目前中國霧霾“機理不明”的關鍵所在。
“二次氣溶膠”
二次氣溶膠在PM2.5中占大部分。“這是通過對我國16個站點、兩年的分析發現的，各地的霧霾以二次氣溶膠為主。”中國氣象科學研究院副院長張小曳告訴本刊記者。
我國對氣溶膠的研究始于20世紀90年代左右。張小曳從1989年開始一直致力于氣溶膠的研究，是我國較早從事氣溶膠研究的科學工作者之一。他也是國家“973”計劃“我國大氣氣溶膠及其氣候效應”和“氣溶膠-云-輻射反饋過程及其與亞洲季風相互作用的研究”項目的首席科學家。
張小曳向本刊記者解釋說，空氣中能夠影響能見度的物質有兩種，分別是顆粒物和水滴。顆粒物就是氣溶膠。根據氣象學上的定義，霾是大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10千米的空氣普遍渾濁現象。這里的干塵粒指的就是干氣溶膠粒子。
云則是指懸在空中的水滴，當它到達地面后也稱為霧。但是如果沒有凝結核，在實際的大氣中云霧也無法形成。當空氣中水汽較多時，某些吸水性強的干氣溶膠粒子會吸水長大，并最終活化成云霧的凝結核，若污染粒子很多，就會產生更多、更小的云霧滴，使能見度進一步降低，低于1千米時被定義為霧，而能見度在1~10千米時則被定義為輕霧。
因此，沒有干氣溶膠粒子就不能形成霾，沒有氣溶膠粒子參與在實際大氣中也無法形成霧。
張小曳進一步解釋說，由于霧和霾都能影響能見度，所以，能見度低于10千米時，有時可能既有霾的貢獻，也有霧的貢獻。霾和霧在一天之中可以變換角色，甚至在同一區域內的不同地方，霧和霾也會有所側重。一般情況下，大家看到的同時有霾和霧存在的、我國區域性能見度低于10千米的空氣普遍渾濁現象被稱為“霧-霾”天氣。
張小曳告訴本刊記者，通過對我國能見度與氣溶膠關系的分析發現，我國近二三十年中東部區域霾問題的日益嚴重，主要是由人為排放的大氣氣溶膠顯著增加所致。他說，過去在山區也易產生霧，其凝結核是植被產生的揮發性有機化合物最終形成的有機碳粒子，量不大。現在霧的凝結核中，多為人為活動排放，量大且對人體有害。大氣在同樣液態水含量下，因為凝結核多，就更容易形成數量多但小的水滴。這些小水滴量多而小，滯空時間長，壽命長，更不容易下雨。
1980年以來，我國人為排放加劇，化石燃料、生物質燃燒增加，土地利用和覆蓋改變，造成空氣中一次和二次氣溶膠大幅上升。
張小曳解釋說，一次氣溶膠是指從排放源直接排放到大氣中的氣溶膠粒子，二次氣溶膠是由排放源排放的氣體轉化生成的氣溶膠，一次氣溶膠與二次氣溶膠的成分有一些不同。他的團隊在研究中關于二次氣溶膠有一些發現。比如，我國華北區域中70%的氣溶膠與2種或3種其他來源氣溶膠混合，低溫條件下，臭氧與二氧化硫在礦物氣溶膠表面存在協同效應，使二次硫酸鹽生成速率隨著溫度降低出現先加快后減慢的趨勢，直接影響大氣中二次硫酸鹽生成總量?！邦愃频姆磻怪袊F霾問題更為復雜?！?/p>