PM2.5“基因譜”解讀:北京上海污染源差異大
上周,歷時近三年科研攻關得出的上海首張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,那些數據所蘊藏的意義,你真看懂了麼?記者為此採訪“基因譜”的繪製者——上海市環境監測中心的專家,一探究竟。
老百姓看懂沒?
PM2.5的來源作為科研成果公佈出來,首先是為老百姓答疑解惑,更重要的意義在於用“曬”各個污染源對 PM2.5的貢獻率,讓每個人意識到自己也是産生 PM2.5的一份子,並且知道産生了多少,從而産生社會責任感,甚至為了減少PM2.5的産生而改變生活習慣。
“基因譜”顯示,對上海空氣中的PM2.5,區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佔64%-84%,平均為74%; 外來輸送及周邊區域影響的貢獻佔16%-36%,平均為26%,可見産生PM2.5的主要責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佔29.2%,民用生活面源(如民用塗料、餐廚油煙)等其他源類佔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的産生脫不了干系。
同樣是2014版“基因譜”,上海和北京在污染源結構上的差異不小。其中,上海燃煤的貢獻率要明顯低於北方城市,這與上海燃煤主要集中在電力行業且分散燃煤使用較少(冬季沒有採暖)有關。而上海的産業結構中,工業的比重仍然偏重,工業門類齊全、生産經濟體量和能源消耗量較大,因此,上海工業生産對PM2.5的貢獻率要高出北京地區。另外,上海揚塵的貢獻率略低於京津冀地區,與上海近年來嚴化揚塵治理,且所在長三角區域氣候濕潤,受乾燥天氣下大風揚沙及沙塵傳輸影響較小有關。
細心的市民還會發現,上海環保部門曾繪製過一個2012版的PM2.5“基因譜”,但從當時採樣點的數量、分佈的合理性,採集有效數據的數量,以及解析技術方法的科學完整性等方面而言,這一版“基因譜”還不夠成熟。不過,從結果來看,2012版“基因譜”公佈的PM2.5來源數據比2014版豐富——2014版的本地來源只有流動源、工業生産、燃煤、揚塵、其他等五類,而2012版有工業工藝技術、工業鍋爐與爐窯、電廠、民用塗料與餐飲、農業與生物質、海鹽和植被等八類。
對此,市環境監測中心總工程師伏晴艷介紹説,如何測定分析PM2.5的來源,國家有統一標準,上海2014版“基因譜”和北京2014年上半年發佈的“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個區域的6個空氣品質自動監測站或大氣超級站,採集了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5萬餘個有效數據,才得以揭示出上海市這兩年PM2.5的化學組分特徵及其時空變化規律。
不過,更細緻、更全面、更“平易近人”,肯定是未來PM2.5“基因譜”的繪製方向。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化,作為一項常規業務持續推進,將不斷推出階段性監測研究成果。目前,本市正全面建立顆粒物化學組分觀測網,初步計劃是參照國際先進經驗,以5日為週期定期監測PM2.5,並依託超級站網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下去,還要推出更及時的、針對不同污染過程的源解析。
監管部門看懂沒?
PM2.5的來源解析,是監管部門實施污染治理的“風向標”。市環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、區域輸送影響較大有關,説明在充分做好本市大氣污染防治工作的基礎上,加強區域污染聯防聯控和重污染預警聯動對於本地區空氣品質的同步改善也將發揮積極的作用;電廠、工業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車淘汰等措施初見成效;而工業源、民用生活面源、農業及生物質燃燒等比例略有上升,説明禁止秸稈焚燒、餐飲和幹洗行業污染整治等相關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)及後續實施情況,就知道監管部門在選擇治污聚焦重點時,已經著重參考了PM2.5“基因譜”的研究成果。這兩年政府部門聚焦能源、産業、交通、建設、農業、生活六大領域,根據本市《清潔空氣行動計劃》所明確的119項治理任務展開工作。統計顯示,到2014年底,119項治理任務按節點全面啟動,近三成項目已完成。
比如在能源領域方面,政府部門加快産業結構調整,嚴格執行産業節能環保準入門檻,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、揮發性有機物等。2014年底,脫硝改造基本完成,全年完成1675台燃煤(重油)鍋爐和窯爐的清潔能源替代或關停,超額完成年度目標。在産業領域方面,分行業推進有機物綜合治理,如在紡織印染、皮革加工、製鞋、人造板生産、日化等行業,積極推動低毒、低揮發性有機溶劑的使用。
在交通領域,上海積極發展綠色交通,堅持公交優先戰略,嚴格控制機動車保有量,並大力推廣新能源車,2014年5月起提前實施了新車國五排放標準;全年淘汰黃標車和老舊車17.16萬輛;新增新能源公交車1400余輛和社會車輛4000余輛。在建設領域大力推廣綠色建築,如“太陽能熱水泵流”、“地源熱泵”等,使用水性塗料,限制溶劑型塗料。在農業領域,監管部門進一步優化補貼政策和落實機制,秸稈綜合利用率達到89%以上;為減少農業源氮的揮發,進行適度擴大綠肥種植,深化完善使用長效緩釋氮肥。在生活領域,多個區縣探索開展了餐飲油煙的第三方治理和實時監控,推進了汽修和幹洗行業的整治工作。
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為什麼不能用這種方式計算出來呢?
據專家解釋,那是因為PM2.5的産生機理複雜,除了塵土性微粒和由植物和礦物燃燒産生的碳黑等污染源直接生成的一次顆粒物外,大氣中的氣態前體污染物通過大氣化學反應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産生多少量的PM2.5。
上海是通過源清單、數值模型和受體模型三種方法的聯用,將環境空氣顆粒物數據、源排放清單數據和污染源源譜數據採用數學統計方法計算,根據 PM2.5中不同組分的構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,是根據污染源的排放因子,估計區域內各種污染源的排放量,識別該區域內對大氣顆粒物有貢獻的主要排放源。通俗的來説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。這種方法不太適用於分析二次合成的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,是用濾膜上採集的污染物來倒推污染來源。優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。
數值模型法,則用來分析更複雜的區域輸送對 PM2.5的貢獻。上海採用了“氣象-排放-品質”空氣品質模擬體系,通過數值模擬,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城市,那麼上海的排放也將成為該城市的外來輸送源之一。 本報記者 陳璽撼 本報實習生 陸晨