污染排放是內(nèi)因：二次顆粒物是PM2.5最大來(lái)源

PM2.5的來(lái)源都有哪些？

根據(jù)賀泓所在團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果，PM2.5來(lái)源包括直接排放和二次生成，即一次來(lái)源和二次來(lái)源。其中，PM2.5的二次生成是指排放到大氣中的氣態(tài)污染物通過(guò)多種化學(xué)物理過(guò)程被轉(zhuǎn)化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次有機(jī)氣溶膠等細(xì)顆粒物。

賀泓說(shuō)，一些污染源比如汽油車(chē)，雖然尾氣中一次顆粒物濃度不高，但在大氣中反應(yīng)后產(chǎn)生大量二次顆粒物，成為城市PM2.5的重要來(lái)源之一。研究表明，在我國(guó)中東部地區(qū)二次顆粒物對(duì)PM2.5的“貢獻(xiàn)率”常常高達(dá)60％，在成霾時(shí)二次顆粒物所占比例往往更高。

賀泓還提到，目前，科技界對(duì)二次顆粒物生成的機(jī)制還有很多不清楚的地方。例如，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，除了產(chǎn)生二次有機(jī)氣溶膠以外，還會(huì)產(chǎn)生臭氧和羥基自由基等氧化劑，氧化劑可以進(jìn)一步氧化二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物，分別生成硫酸鹽、硝酸鹽和有機(jī)氣溶膠，造成二次顆粒物爆發(fā)增長(zhǎng)。

農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等排放使華北地區(qū)形成氨超量的大氣環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，氨氣改變大氣化學(xué)平衡，在氣態(tài)污染物向顆粒物轉(zhuǎn)變過(guò)程中發(fā)揮重要作用。其結(jié)果是，和倫敦?zé)熿F事件相比，我國(guó)京津冀地區(qū)強(qiáng)霾事件中二氧化硫的濃度比倫敦?zé)熿F事件中要低得多，相差1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，但產(chǎn)生的細(xì)顆粒物卻相當(dāng)。

一個(gè)重要原因就是，大量的氮氧化物和氨氣排放增加會(huì)非線(xiàn)性地降低大氣對(duì)二氧化硫的環(huán)境容量，促使灰霾爆發(fā)。“這些僅僅是對(duì)大氣復(fù)合污染條件下導(dǎo)致環(huán)境容量下降的初步認(rèn)識(shí)，類(lèi)似這樣二次顆粒物爆發(fā)增長(zhǎng)致霾的機(jī)制還有很多認(rèn)識(shí)不清楚的地方。”賀泓說(shuō)。

不過(guò)有一點(diǎn)是賀泓可以確定的，即污染排放是霧霾形成的內(nèi)因。

氣象條件是外因：40年來(lái)京津冀風(fēng)速減小37％

以低風(fēng)速和逆溫為特征的不利氣象條件，是科學(xué)家眼中霧霾形成的外因。

賀泓出示了一份氣象資料統(tǒng)計(jì)，其中提到，近40年來(lái)京津冀年平均風(fēng)速逐年減小，減小幅度達(dá)37％，尤其是對(duì)京津冀污染物擴(kuò)散有利的北風(fēng)頻次和風(fēng)速都顯著下降。

不僅如此，內(nèi)因和外因之間也存在正反饋機(jī)制。

賀泓說(shuō)，排放到大氣中的PM2.5一定程度上會(huì)削弱到達(dá)地表的太陽(yáng)光強(qiáng)度，導(dǎo)致地表溫度下降，而上層顆粒物中的吸光性物質(zhì)會(huì)提高該層大氣的溫度，從而形成下冷上熱的穩(wěn)定大氣結(jié)構(gòu)，空氣對(duì)流減弱，邊界層高度下降，進(jìn)一步加劇污染狀況。

“正是這種內(nèi)外因交織、特別是二次顆粒物生成的機(jī)制不明大大增加了灰霾問(wèn)題的復(fù)雜性和治理的艱巨性。”賀泓說(shuō)。

通過(guò)分析英國(guó)倫敦?zé)熿F事件、美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件、日本四日市哮喘事件，賀泓團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這些地方的做法是采取嚴(yán)格立法和執(zhí)法、污染控制技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等“組合拳”，經(jīng)過(guò)20~40年的努力，使空氣質(zhì)量得以改善。

至于我國(guó)，面臨的灰霾問(wèn)題更加復(fù)雜，能源稟賦、地區(qū)差異等更加不利。僅以能源來(lái)看，王建國(guó)說(shuō)，我國(guó)的石油、天然氣資源匱乏，煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富，在能源結(jié)構(gòu)中占比近70％，居主導(dǎo)地位。隨著核能、風(fēng)能和太陽(yáng)能等新能源發(fā)展，煤炭的比例會(huì)逐步下降，但在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)其基礎(chǔ)地位不會(huì)發(fā)生根本性改變。

此外，近年來(lái)，機(jī)動(dòng)車(chē)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活排放的強(qiáng)度顯著增加，導(dǎo)致各種復(fù)合污染加劇。

賀泓說(shuō)，全國(guó)空氣質(zhì)量總體在向好發(fā)展，但要從根本上解決灰霾污染，還涉及到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和普及控制技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本等諸多問(wèn)題，勢(shì)必需要經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)期的不斷優(yōu)化調(diào)整的階段。

對(duì)此，中科院也開(kāi)出一個(gè)治霾的藥方：力爭(zhēng)精準(zhǔn)治霾。賀泓舉了個(gè)例子，在二氧化硫和一次顆粒物排放總量已經(jīng)開(kāi)始下降的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)氮氧化物控制，加快實(shí)施區(qū)域揮發(fā)性有機(jī)物總量控制，同時(shí)積極推進(jìn)氨排放控制，著力打破大氣復(fù)合污染導(dǎo)致的環(huán)境容量下降的不利局面。