汽車尾氣的二次源影響更大
近日，汽車尾氣對PM2.5的影響到底有多大的話題在網(wǎng)絡熱議。這起因于一份研究報告，汽車尾氣對北京PM2.5的貢獻率不足4%。這與此前許多報道中提及的汽車尾氣為空氣污染大戶的說法大相徑庭。
那么，汽車尾氣對北京PM2.5的貢獻率不足4%是否準確？尾氣貢獻率到底有多大？昨天下午，中科院召開新聞發(fā)布會，多位專家表示這一數(shù)字被低估。同時相關成果介紹已從官網(wǎng)上被撤掉。
溯源
4%與17.1%兩組數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)問題
此次引起公眾熱議的機動車尾氣對北京PM2.5的貢獻率不足4%源自于一篇發(fā)表于《大氣化學與物理學》雜志中論文的解析結(jié)果。
2013年，中科院物理研究所張仁健研究員先后在《氣溶膠空氣質(zhì)量研究》與《大氣化學與物理學》兩份雜志中發(fā)表了關于北京PM2.5化學組成成分與源解析的文章，卻得出兩組不同的結(jié)果。
在《氣溶膠空氣質(zhì)量研究》發(fā)表的文章中，張仁健將PM2.5重要來源分為七大類，其中汽車尾氣與垃圾燃燒占17.1%。觀測時間段為2009年4月、7月、10月以及2010年的1月。而在之后發(fā)表在《大氣化學與物理學》的文章中，將PM2.5重要來源分為六類，分別是土壤塵、燃煤、生物質(zhì)燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒、工業(yè)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%，其中汽車尾氣與垃圾燃燒降到了4%。在論文中寫明監(jiān)測時間為2010年全年。
看到“汽車尾氣只占4%”這則新聞，中國科學院大氣物理研究所研究員王躍思立即產(chǎn)生了質(zhì)疑?！拔抑白鲞^2013年1月的研究，強霧霾時段汽車尾氣的貢獻為47%，即使是同期污染程度低時，汽車貢獻也要達到30%。針對同一地區(qū)，時間段又比較相近，怎么會得出差異如此之大的兩個結(jié)果呢？”在王躍思看來，4%的數(shù)值被低估了。4%是指汽車尾氣直接出來的粒子，而不是指汽車引起所有PM2.5的總額。
王躍思通過對兩篇論文的原文進行對比考證，發(fā)現(xiàn)了問題。他發(fā)現(xiàn)論文中指的汽車尾氣，僅僅是汽車直接排放的顆粒，也就是說汽車尾氣對PM2.5的直接貢獻。這一部分的貢獻，無論在王躍思的研究還是以往的文獻報道中，一般都是小于10%的。但是，除了直接影響，汽車尾氣造成的二次源影響往往更大。
“他(指張仁健)的稿子里沒有明確注明4%具體指的是什么，這很容易對公眾產(chǎn)生誤導?！蓖踯S思告訴記者，汽車尾氣對PM2.5的影響是復雜而動態(tài)的，直接排放只是其中一種，并且比例較小。
詳解
問題數(shù)據(jù)源于研究方法與樣本量等原因
汽車尾氣除了直接排放一些PM2.5顆粒外，同時還會排放氮氧化物、揮發(fā)性有機物等其他物質(zhì)成分，而這些成分對PM2.5的貢獻值往往更大。王躍思認為，在論文中這部分成分被歸類到了“二次無機氣溶膠”的類目下，并非專業(yè)人士的公眾自然不會將其與汽車尾氣相聯(lián)系。
“該論文中將土壤塵分為建設工地的浮塵與街道的再懸浮塵。而實際上，在大多數(shù)晴朗的天氣，街道揚塵的主要誘因是街道上行駛的車輛?！蓖踯S思認為，大氣細粒子PM2.5可分為一次源(直接排放)和二次源(二次生成)。一次來源是指污染源直接向大氣中排放顆粒物；二次來源則是指污染源排放的氣態(tài)污染物(如NOx、SO2、NH3、VOC等)在大氣中經(jīng)過復雜的物理化學反應產(chǎn)生的顆粒物，如硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、二次有機氣溶膠。論文中所指的汽車尾氣與垃圾燃燒的4%，加上26%的二次無機氣溶膠的一半，再加上占比15%土壤塵的一半，一共是25%左右?！斑@才是這個研究顯示的汽車尾氣的真正貢獻，這個數(shù)值也和以往研究相比沒有相差那么多。”
論文中測出的PM2.5的濃度在130微克/立方米，時間為2009至2010年。而據(jù)北京市環(huán)保局發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示：2013年北京市PM2.5年均濃度為89.5微克/立方米。王躍思認為，雖然時間上有個三四年的時間差，近幾年內(nèi)北京的空氣質(zhì)量變化幅度不大。結(jié)合以往的研究成果，論文中提及的監(jiān)測值有明顯的虛高現(xiàn)象。
通過對論文中提及的監(jiān)測方法，王躍思發(fā)現(xiàn)采樣膜每次的稱重都必須在恒溫恒濕的條件下進行，這一條件能保證采樣膜吸收的多余的水分蒸發(fā)。容易被忽視的是，采樣膜在采樣過程中吸收的“自由水”會轉(zhuǎn)化成“化合態(tài)水”，而“化合態(tài)水”是無法排除的，從而停留在采樣膜中?！安蓸颖O(jiān)測沒有排除掉采樣膜吸收的多余化合態(tài)水，這一部分重量的計入PM2.5值虛高的根本原因所在。”
昨天下午，中科院生態(tài)環(huán)境研究中心“大氣灰霾追因與控制”專項組首席科學家賀泓也表示，4%這一數(shù)字被嚴重低估。記者同時注意到，中國科學院官網(wǎng)上，該研究員關于“北京地區(qū)PM2.5化學組成及源解析季節(jié)變化研究”的成果介紹已被撤下。
分析
PM2.5來源有兩大類
“大多數(shù)人都把PM2.5等同于霾污染，這是不準確的，實際上PM2.5累積到一定程度才能形成霾，并且這一過程不僅僅是簡單的堆積?！蓖踯S思將PM2.5的來源分為兩類：直接來源與間接來源。直接來源指的是被直接排放出來的PM2.5。而由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化生成的PM2.5是PM2.5的間接來源，也稱二次源，其中汽車尾氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機物即屬此類。
汽車尾氣中的PM2.5形成霾主要有兩個關鍵的過程，吸濕增長與化學增長?！拔鼭裨鲩L”就是汽車排放的不可見的超細粒子吸水后變“胖”到可見的PM2.5，“化學增長”是汽車排放的污染氣體(主要為氮氧化物和揮發(fā)性有機物)轉(zhuǎn)化成了可見的PM2.5。
“機動車，尤其是汽車直接排放的PM2.5多占比重的確不高，一般小于10%；但是在靜穩(wěn)天氣下，汽車排放出的肉眼看不到的超細粒子與污染氣體會迅速發(fā)生化學反應或吸濕增長變成PM2.5，從而轉(zhuǎn)變成看得見的霾?！?/P>
王躍思的課題組曾于2009年至2011年對京津冀區(qū)域PM2.5化學成分分析進行了兩年平均狀況的研究，同樣采用PMF方法的源解析結(jié)果表明，汽車及相關產(chǎn)業(yè)來源的貢獻從10%到50%不等，平均約占30%。王躍思在研究中發(fā)現(xiàn)，北京大氣中的PM2.5在霾污染發(fā)生時二次源所占的比例往往高達70%，而機動車對二次源的貢獻最高可占50%。王躍思及其課題組在對2013年1月做的研究結(jié)果為例，1月11日至21日，強霧霾污染階段汽車尾氣對PM2.5的貢獻為47%。
觀點
霧霾越重尾氣貢獻越高
“有一個普遍的問題是，我們現(xiàn)在通常給出的是PM2.5的年均值，這種平均結(jié)果會掩蓋重污染時段的真實情況?！蓖踯S思說，不同的天氣情況，不同的季節(jié)，汽車尾氣對PM2.5的貢獻均會發(fā)生變化。
王躍思課題組2009年至2011年對京津冀區(qū)域PM2.5化學成分分析進行了兩年平均狀況的研究，發(fā)現(xiàn)二次水溶性離子(硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽)占30%至40%，碳質(zhì)氣溶膠占30%至40%，金屬元素氧化物占10%左右。源解析結(jié)果表明，汽車及相關產(chǎn)業(yè)來源約占30%(10%至50%)；鋼鐵、化工和電子等工業(yè)過程產(chǎn)生35%(20%至50%)；居民取暖、餐飲和農(nóng)牧業(yè)過程占10%(5%至20%)。
王躍思表示，由此來看，解析結(jié)果浮動很大。也表現(xiàn)出在沒有污染—輕度污染—重度污染天氣下的PM2.5組成和來源差別很大。在北京，霾污染越嚴重，汽車對大氣PM2.5的貢獻越大。
以2013年1月的研究結(jié)果為例，1月11日至21日，強霾污染時段的汽車尾氣對PM2.5的貢獻率為47%，而在同期污染程度很低的時段，汽車對PM2.5的貢獻率為30%；在2月28日下午的強沙塵暴時段，汽車對大氣污染的貢獻率微乎其微?！安煌鞖鉅顩r，汽車的貢獻比例也有所變化?！?根據(jù)該研究顯示，機動車、二次硫酸鹽、燃煤、揚塵、工業(yè)污染等主要污染源，在正常天所占的比例分別為30%、8%、38%、14%、8%；而在霧霾天，機動車與二次硫酸鹽上升為47%、20%，燃煤、揚塵、工業(yè)污染分別降低至11%、8%、7%。
王躍思一再強調(diào)PM2.5監(jiān)測的動態(tài)性。他指出，通常對霧霾污染的理解是PM2.5量的增加，但是實際上，在霧霾污染的狀態(tài)下，PM2.5的組成成分也會有相應改變。“個別事例和全年平均甚至季平均的源解析結(jié)果，對北京市民關心的霾污染解讀非常有限。源解析的動態(tài)解析也非常必要，隨著對PM2.5來源及成分比例的了解，我們逐漸發(fā)現(xiàn)對源動態(tài)解析的重要性，需要大家的共同努力?！?/P>
