PM2.5基因譜解讀:北京上海污染源差異大
近日,歷時近三年科研攻關(guān)得出的上海首張PM2.5“基因譜”出爐,受PM2.5困擾卻不知PM2.5從何而來的各界人士得以了解PM2.5的來源有哪些。
然而,那些數(shù)據(jù)所蘊藏的意義,你真看懂了么?記者為此采訪“基因譜”的繪制者——上海市環(huán)境監(jiān)測中心的專家,一探究竟。
老百姓看懂沒?
PM2.5的來源作為科研成果公布出來,首先是為老百姓答疑解惑,更重要的意義在于用“曬”各個污染源對PM2.5的貢獻率,讓每個人意識到自己也是產(chǎn)生PM2.5的一份子,并且知道產(chǎn)生了多少,從而產(chǎn)生社會責(zé)任感,甚至為了減少PM2.5的產(chǎn)生而改變生活習(xí)慣。
“基因譜”顯示,對上?諝庵械腜M2.5,區(qū)域影響和本地污染排放的貢獻率約為“三七開”。其中,本地污染排放的貢獻占64%-84%,平均為74%;外來輸送及周邊區(qū)域影響的貢獻占16%-36%,平均為26%,可見產(chǎn)生PM2.5的主要責(zé)任還是在本地的污染排放。
進一步分析PM2.5的本地排放源,機動車船、非道路移動機械等流動源占29.2%,民用生活面源(如民用涂料、餐廚油煙)等其他源類占15%。由此可見,老百姓開車、裝修、燒菜、燃放煙花爆竹等行為,也與PM2.5的產(chǎn)生脫不了干系。
同樣是2014版“基因譜”,上海和北京在污染源結(jié)構(gòu)上的差異不小。其中,上海燃煤的貢獻率要明顯低于北方城市,這與上海燃煤主要集中在電力行業(yè)且分散燃煤使用較少(冬季沒有采暖)有關(guān)。而上海的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,工業(yè)的比重仍然偏重,工業(yè)門類齊全、生產(chǎn)經(jīng)濟體量和能源消耗量較大,因此,上海工業(yè)生產(chǎn)對PM2.5的貢獻率要高出北京地區(qū)。另外,上海揚塵的貢獻率略低于京津冀地區(qū),與上海近年來嚴化揚塵治理,且所在長三角區(qū)域氣候濕潤,受干燥天氣下大風(fēng)揚沙及沙塵傳輸影響較小有關(guān)。
細心的市民還會發(fā)現(xiàn),上海環(huán)保部門曾繪制過一個2012版的PM2.5“基因譜”,但從當(dāng)時采樣點的數(shù)量、分布的合理性,采集有效數(shù)據(jù)的數(shù)量,以及解析技術(shù)方法的科學(xué)完整性等方面而言,這一版“基因譜”還不夠成熟。不過,從結(jié)果來看,2012版“基因譜”公布的PM2.5來源數(shù)據(jù)比2014版豐富——2014版的本地來源只有流動源、工業(yè)生產(chǎn)、燃煤、揚塵、其他等五類,而2012版有工業(yè)工藝技術(shù)、工業(yè)鍋爐與爐窯、電廠、民用涂料與餐飲、農(nóng)業(yè)與生物質(zhì)、海鹽和植被等八類。
對此,市環(huán)境監(jiān)測中心總工程師伏晴艷介紹說,如何測定分析PM2.5的來源,國家有統(tǒng)一標(biāo)準,上海2014版“基因譜”和北京2014年上半年發(fā)布的“基因譜”都嚴格遵照了國家要求,實際上比2012版更成熟。上海2014版“基因譜”進行了充分“升級”,在崇明、浦東、徐匯、南匯、奉賢、松江等6個區(qū)域的6個空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站或大氣超級站,采集了2012年至2013年四季典型月份(1月到2月,3月到4日,7月到8月,10月到11月)的5萬余個有效數(shù)據(jù),才得以揭示出上海市這兩年P(guān)M2.5的化學(xué)組分特征及其時空變化規(guī)律。
不過,更細致、更全面、更“平易近人”,肯定是未來PM2.5“基因譜”的繪制方向。伏晴艷透露,從2015年起,上海PM2.5的源解析工作將從科研階段步入常態(tài)化,作為一項常規(guī)業(yè)務(wù)持續(xù)推進,將不斷推出階段性監(jiān)測研究成果。目前,本市正全面建立顆粒物化學(xué)組分觀測網(wǎng),初步計劃是參照國際先進經(jīng)驗,以5日為周期定期監(jiān)測PM2.5,并依托超級站網(wǎng)嘗試建立快速在線源解析方法,不僅將年度例行源解析研究持續(xù)下去,還要推出更及時的、針對不同污染過程的源解析。
監(jiān)管部門看懂沒?
PM2.5的來源解析,是監(jiān)管部門實施污染治理的“風(fēng)向標(biāo)”。市環(huán)保局污防處副處長周軍表示,2012版“基因譜”,首次揭示了上海PM2.5的“病灶”,隨著2014版的更新,治污工作就能更加有的放矢,事半功倍。
與2012版相比,2014版“基因譜”中區(qū)域影響對PM2.5的貢獻率有所上升,與2013年細顆粒物污染嚴重、區(qū)域輸送影響較大有關(guān),說明在充分做好本市大氣污染防治工作的基礎(chǔ)上,加強區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控和重污染預(yù)警聯(lián)動對于本地區(qū)空氣質(zhì)量的同步改善也將發(fā)揮積極的作用;電廠、工業(yè)鍋爐與爐窯以及車船等流動源的貢獻有所下降,反映出近年來清潔能源替代和黃標(biāo)車淘汰等措施初見成效;而工業(yè)源、民用生活面源、農(nóng)業(yè)及生物質(zhì)燃燒等比例略有上升,說明禁止秸稈焚燒、餐飲和干洗行業(yè)污染整治等相關(guān)控制措施尚需進一步加強。
仔細分析上海出臺的清潔空氣行動計劃(2013年-2017年)及后續(xù)實施情況,就知道監(jiān)管部門在選擇治污聚焦重點時,已經(jīng)著重參考了PM2.5“基因譜”的研究成果。這兩年政府部門聚焦能源、產(chǎn)業(yè)、交通、建設(shè)、農(nóng)業(yè)、生活六大領(lǐng)域,根據(jù)本市《清潔空氣行動計劃》所明確的119項治理任務(wù)展開工作。統(tǒng)計顯示,到2014年底,119項治理任務(wù)按節(jié)點全面啟動,近三成項目已完成。
比如在能源領(lǐng)域方面,政府部門加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,嚴格執(zhí)行產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保準入門檻,嚴格控制污染物排放總量,如二氧化硫、氮氧化物、工作煙粉塵、揮發(fā)性有機物等。2014年底,脫硝改造基本完成,全年完成1675臺燃煤(重油)鍋爐和窯爐的清潔能源替代或關(guān)停,超額完成年度目標(biāo)。在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方面,分行業(yè)推進有機物綜合治理,如在紡織印染、皮革加工、制鞋、人造板生產(chǎn)、日化等行業(yè),積極推動低毒、低揮發(fā)性有機溶劑的使用。
在交通領(lǐng)域,上海積極發(fā)展綠色交通,堅持公交優(yōu)先戰(zhàn)略,嚴格控制機動車保有量,并大力推廣新能源車,2014年5月起提前實施了新車國五排放標(biāo)準;全年淘汰黃標(biāo)車和老舊車17.16萬輛;新增新能源公交車1400余輛和社會車輛4000余輛。在建設(shè)領(lǐng)域大力推廣綠色建筑,如“太陽能熱水泵流”、“地源熱泵”等,使用水性涂料,限制溶劑型涂料。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,監(jiān)管部門進一步優(yōu)化補貼政策和落實機制,秸稈綜合利用率達到89%以上;為減少農(nóng)業(yè)源氮的揮發(fā),進行適度擴大綠肥種植,深化完善使用長效緩釋氮肥。在生活領(lǐng)域,多個區(qū)縣探索開展了餐飲油煙的第三方治理和實時監(jiān)控,推進了汽修和干洗行業(yè)的整治工作。
解析方法看懂沒?
有些科普愛好者會問,買一件衣服造成的碳排放,能夠通過公式計算出來,PM2.5為什么不能用這種方式計算出來呢?
據(jù)專家解釋,那是因為PM2.5的產(chǎn)生機理復(fù)雜,除了塵土性微粒和由植物和礦物燃燒產(chǎn)生的碳黑等污染源直接生成的一次顆粒物外,大氣中的氣態(tài)前體污染物通過大氣化學(xué)反應(yīng)還能合成二次顆粒物,這就造成了很多不確定性,目前還沒有辦法通過簡單的公式計算出某種污染行為可以一次產(chǎn)生多少量的PM2.5。
上海是通過源清單、數(shù)值模型和受體模型三種方法的聯(lián)用,將環(huán)境空氣顆粒物數(shù)據(jù)、源排放清單數(shù)據(jù)和污染源源譜數(shù)據(jù)采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法計算,根據(jù)PM2.5中不同組分的構(gòu)成以及這些組分的可能排放源定量分析,反推出不同污染來源對大氣中PM2.5的貢獻率。
源清單法,即排放源清單法,是根據(jù)污染源的排放因子,估計區(qū)域內(nèi)各種污染源的排放量,識別該區(qū)域內(nèi)對大氣顆粒物有貢獻的主要排放源。通俗的來說就是把所有污染源頭都列一個清單,來估算各種組分的貢獻率。這種方法不太適用于分析二次合成的PM2.5,因為PM2.5有七成是二次生成的,可以掌握的排放源貢獻的主要是一次生成的PM2.5。
受體模型法,是用濾膜上采集的污染物來倒推污染來源。優(yōu)點是可以清楚地把握污染物的成分,缺點是很難精確地還原污染源的全貌,所以這種方法更多地用來分析二次合成的PM2.5。
數(shù)值模型法,則用來分析更復(fù)雜的區(qū)域輸送對PM2.5的貢獻。上海采用了“氣象-排放-質(zhì)量”空氣質(zhì)量模擬體系,通過數(shù)值模擬,選擇不同的城市作為研究對象,便可以獲得周邊地區(qū)對該城市的影響貢獻,如以上海之外的城市作為源解析的目標(biāo)城市,那么上海的排放也將成為該城市的外來輸送源之一。
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