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中科院:污染排放是霾形成的内因
2017-03-02来源:新华网
        2016年冬,席卷全国多地的几轮霾天气令人印象深刻。霾怎么形成的,又如何有效防治始终是公众关注的热点。3月1日,中国科学院召开大气灰霾研究媒体发布会,集中介绍中科院在大气灰霾追因溯源、数值模拟、预警预报、监测技术等方面取得的研究进展,为公众认识和了解我国的霾治理提供了最新参考。

       污染排放和气象条件是霾形成的内外因

       在媒体通报会上,中科院区域大气环境研究卓越创新中心首席科学家贺泓研究员指出,2013年以来,全国空气质量总体向好,重度及以上污染天数占比逐步降低,优良天数比例明显上升。然而面对这样的天气改善,公众并没有明显感受,对此,贺泓研究员指出,这是由于在很多大气污染事件中颗粒物浓度降低还远未达到能见度显著改善的拐点,因此公众感受不明显。此外,我国中东部的部分地区秋冬季节大气污染防控的形势依然严峻,观测结果显示2016年北京冬季PM2.5浓度与前三年相比没有显著降低。

       对于霾形成的主要原因,贺泓指出,污染排放是灰霾形成的内因。据介绍,PM2.5来源包括直接排放(一次源)和二次生成(二次源)。PM2.5的二次生成是指排放到大气中的气态污染物通过多种化学物理过程被转化为硫酸盐、硝酸盐、铵盐和二次有机气溶胶等细颗粒物。一些污染源比如汽油车,虽然其尾气中一次颗粒物浓度不高,但在大气中反应后产生大量二次颗粒物,成为城市PM2.5的重要来源之一。

       研究表明,在我国中东部地区二次颗粒物对PM2.5的贡献率常常高达60%,在成霾时二次颗粒物所占比例往往更高。然而,目前对二次颗粒物生成的机制还有很多不清楚的地方。实验室研究发现,氨气改变大气化学平衡,在气态污染物向颗粒物过程中发挥重要作用。其结果是,和伦敦烟雾事件相比,我国京津冀地区强霾事件中二氧化硫的浓度比伦敦烟雾事件要低得多,有1-2个数量级的差别,但产生的细颗粒物却相当。一个重要的原因就是大量的氮氧化物和氨气排放增加会非线性地降低大气对二氧化硫的环境容量,促进灰霾的爆发。

       同时,出现以低风速和逆温为特征的不利气象条件是雾霾形成的外因。气象资料统计表明,近40年来京津冀年平均风速逐年减小,减小幅度达37%,尤其对京津冀污染物扩散有利的北风频次和风速都显著下降。

       另外,贺泓指出,内因和外因之间也存在正反馈机制。排放到大气中的PM2.5一定程度上会削弱到达地表的太阳光强度,导致地表温度下降,而上层颗粒物中的吸光性物质会提高该层大气的温度,从而形成下冷上热的稳定大气结构,空气对流减弱,边界层高度下降,进一步加剧污染形成。正是这种内外因交织、特别是二次颗粒物生成的机制不明大大增加了灰霾问题的复杂性和治理的艰巨性。

       大气灰霾治理需要加强针对性 力争精准治霾

       知道了霾的成因,如何治霾?对此,贺泓研究员指出,由于灰霾治理的复杂性和艰巨性,实现空气质量根本好转将是一个政府领导、科技支撑、企业实施、市场调节、全民参与的渐进过程,要加强针对性,力争精准治霾,以最小的经济代价获得最大的空气质量改善效果。

       首先,发挥科技支撑作用,加强多污染物的协同减排。在二氧化硫和一次颗粒物排放总量已经开始下降基础上,加强氮氧化物控制,加快实施区域挥发性有机物总量控制,同时积极推进氨排放控制,着力打破大气复合污染导致的环境容量下降的不利局面。

       同时,一线大城市应把机动车尾气污染控制放在突出位置。据介绍,机动车尾气排放的氮氧化物、挥发性有机物和一次PM2.5等污染物,对城市大气灰霾和光化学烟雾的形成有重要贡献。发达国家的治理经验表明,机动车尾气导致的光化学烟雾污染将是比灰霾污染更长期、更难治理的顽疾。应加快新车排放标准的提升,加强在用车辆的监控,实行尾气净化装置的定期更换,加快淘汰老旧机动车;发展公共交通,缓解城市交通拥堵;立法控制非道路机动车(工程车,农用车等)排放。控制机动车排放污染,可以非线性地为工业源排放创造空间,减少大气污染治理对国民经济的冲击。此外,排放分担率高的重型柴油车排放污染控制应该放在目前重中之重的位置。港口城市应加强船舶排放污染的控制。城郊乡村重点治理“小散乱污”企业,健全法规制度,加大执法力度,落实问责机制。

       此外,加大我国北方秋冬季大气污染防治力度,大力防控农村和城乡结合部散煤和秸秆燃烧导致的季节性霾污染。冬季北方农村地区的采暖散煤燃烧严重影响空气质量,受地形影响在华北地区尤为明显。研究和示范表明采用新型清洁炉具能显著提高燃烧效率,降低污染物排放,在没有条件煤改气、煤改电的农村地区应加大力度推广应用。有条件的地方应大力提倡利用地热采暖。建议大力研发和推广秸秆综合利用技术,严控农业区特别是城郊区无序的秸秆焚烧。氨气排放对于污染物气粒转化及颗粒物吸湿增长致霾具有极大的促进作用,农业源氨气排放主要来自农业施肥和畜牧业,建议研究采取综合治理措施。

       实现技术突破 加大低阶煤清洁高效梯级利用

       有效治霾离不开能源结构的优化升级,从长远来说,减少煤炭使用是一个不争的事实。我国的能源形势尤为严峻,石油、天然气资源匮乏,煤炭储量相对丰富,在我国能源结构中占比近70%,居主导地位。随着核能、风能和太阳能等新能源的发展,煤炭的比例会逐步下降,但在未来相当长的时间内其基础地位不会发生根本性改变。

       对此,中科院山西煤炭化学研究所所长王建国指出,占我国已探明煤炭储量(10200亿吨)55%以上的低阶煤(褐煤/次烟煤)煤化程度低,蕴藏其中的挥发分相当于1000亿吨的油气资源。但由于低阶煤水含量高,直接燃烧或气化效率低、且现有技术无法充分利用其资源价值,导致了煤炭资源的巨大浪费。为此,开展低阶煤的清洁高效梯级利用,意义十分重大。

       据介绍,中科院2012年2月启动战略性先导科技专项“低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范”,依据低阶煤的组成与结构特征,形成低阶煤清洁高效梯级利用的整体解决方案和“热解-油气提质-半焦燃烧-发电”、“热解-气化-合成”和“热解-气化-费托合成-油品共处理”三条技术路线,经过近5年的努力,许多关键技术已具备示范或产业化的条件,部分技术已同企业建设示范,实现了预定目标,为推进产业化奠定了良好的基础。(记者 王莹)
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