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空气质量


瑞士专家拨开中国雾霾


作者:杨旭东


口罩并不是解决雾霾的好办法 (Keystone)

口罩并不是解决雾霾的好办法

(Keystone)

2013年冬春之交,中国的天空被灰霾遮盖,空气中细颗粒物的含量严重超标,人民的生活质量受到影响。改善空气质量成为中国迫在眉睫的问题。然而中国对于这些细颗粒物的形成缺乏认识,在这种情况下,瑞士保罗谢尔研究所和中国科学院地球环境研究所共同组建了一个国际科研小组,针对中国大气污染问题展开研究并取得了可喜的结果,2014年9月,他们将研究成果发表在国际著名专业期刊《自然》(Nature英)上。

天空中形成一团灰棕色的烟雾,那一年的冬天中国多省被笼罩在迷蒙的天空下,数月之中发生多次。尤其是在北京、上海和广州这样的大城市更是不见天日。人们在社交媒体上围绕这个话题议论纷纷,有人说2012年传说中的“世界末日”没来,却迎来了“空气末日”。于是空气末日一词一时间成为一个时尚的网络术语。

然而现在通过这项国际合作,找出了悬浮颗粒物(微尘)的根源及防范措施,“空气末日”之说似乎可以不攻自破。保罗谢尔研究所(PSI,英)的André Prévôt博士在接受瑞士资讯swissinfo.ch采访时,表示:“空气质量的问题与气候问题不同,后者需要很长时间才能解决,因为造成温室效应的二氧化碳停留在空气里的时间很长,而悬浮颗粒物却一般只存在1-2周。也就是说如果采取有效的措施可以在10-20年内令空气质量明显好转。”

针对灰霾天,中国政府采取了一些措施,学校关闭;市民被号召留在家中;建筑工地上喷上了水,以防止灰尘飞扬,口罩成为畅销物。尽管如此,中国医院中呼吸道病人数量依然大幅飙升。对于口罩是否能抵御空气的细颗粒物,Prévôt博士表示:“口罩对100nm以下细小颗粒的防护效果,肯定与对大些的颗粒防护效果不同。但是戴口罩总比没有任何防护措施要好,但口罩绝对不是解决微尘问题的方法。”

中国政府制定了大气污染防护计划,目标是直至2017年将空气中细颗粒物(PM2.5)的含量降低至2012年的75%。

空气质量与健康

空气污染是影响健康的一个主要环境风险。各国通过降低空气污染水平可减少因中风、心脏病、肺癌以及慢性和急性呼吸道疾病,包括哮喘导致的疾病负担。

空气污染水平越低,人群的心血管和呼吸系统健康就越好,无论长期还是短期都是如此。

《世卫组织空气质量准则》对空气污染的健康影响和有害健康的污染阈值进行评估。

2012年,城市和农村地区的环境(室外)空气污染估计导致全世界370万人过早死亡。

这些过早死亡中约88%发生在低收入和中等收入国家,世卫组织西太平洋区域和东南亚区域负担最大。

实施政策并进行投资,支持更清洁的交通工具、更清洁的节能住房、更清洁的发电方式、更清洁的工业以及更好的城市废弃物管理,可减少导致城市户外空气污染的主要来源。

减少来自家用煤和生物质能源系统、农业废弃物焚烧,森林火灾和某些农林业活动(如木炭生产)的室外排放,可减少发展中区域农村和城郊地区的主要空气污染源。

减少室外空气污染也就减少了二氧化碳以及黑炭粒子和甲烷等短暂的气候污染物的排放,由此有助于近期和长期减缓气候变化。

除了室外空气污染外,对使用生物质燃料和煤做饭取暖的约30亿人来说,室内烟雾也是一个严重的健康风险因素。

资料来源:世界卫生组织

悬浮颗粒物来自何方?

尽管如此,因为缺乏对悬浮颗粒物从何而来的认知,中国并没有一个中期或者长期,对付因悬浮颗粒物造成的空气污染的有效措施。保罗谢尔研究所的黄汝锦博士带领大气化学实验室与中科院地球环境研究所一起,对2013年1月重霾期间北京、上海、广州和西安空气中PM2.5的组分和来源进行了系统的研究,经过不到两年的时间,找出了这种细颗粒物的根源,并对未来有效减少空气中的PM2.5提出了可行性建议。

保罗谢尔研究所的André Prévôt博士表示,要想防止灰霾天气的重复出现,必须了解那些间接形成细颗粒物的气体排放物。北京、上海和广州空气中高达四分之三的细颗粒物都不是直接排放到空气中去的,而是由排放到空气中的气体物质通过一系列的大气化学反应和物理过程而形成(间接颗粒物排放)。这些气体物质包括:二氧化硫(来自燃煤)、氦氧化物(由机动车和火电厂排放)、氨和挥发性有机化合物。

科研人员发现,只有在西安,直接进入空气的细颗粒物比重明显高于其他城市,这可能与附近的沙漠地带有关,建筑热和拥挤的交通当然也起到了一定作用。尽管如此,这里间接形成的颗粒物依然占了30%的比重。

根据科研人员的测量和分析,无论是在北京还是西安,由燃煤引起的排放都是灰霾形成的重要因素。此外,燃煤排放的大量多环芳烃和重金属(如砷和铅)对人体健康,如血液循环和呼吸道产生极大危害。除了燃煤,木材燃烧也是造成许多城市灰霾天气的重要原因。

举措

研究小组根据对所收集的数据进行分析,认为要减少灰霾天气,应该把更多注意力集中到那些排放到空气中,间接转化成颗粒物的气体物质上,二氧化硫、氮氧化物、氨气和挥发性有机化合物的排放量应该得到严格控制。

针对二氧化硫,中国已经取得了一定成绩,通过在火电厂应用废气脱硫技术,自2006年至今已经减少了空气中的二氧化硫浓度。而氮氧化物在空气中的浓度反倒有所增加。这是因为机动车数量的增加和电厂使用的燃煤增多,外加宽松的减排政策及实施上的漏洞。

研究小组认为目前最紧要的是针对那些至今未受到重视的挥发性有机化合物采取减排措施,包括使用燃烧效率更高的燃烧炉和对机动车排放的挥发性有机物采取更为严格的减排措施。

“此外城市周边地区的房屋要采用更好的隔热设施,减少冬季取暖能源消耗。重要的是不仅要在城市内采取措施,城市周边(1000公里之内或之外地区)也要实施这些措施。而针对机动车尾气,要争取尽快采用欧5和欧6标准,” Prévôt博士说。

先进的测量方法

此次研究采用了非常先进和多样的测量和分析技术,有些甚至是保罗谢尔研究所最新开发出来的技术。比如测量PM2.5中有机物质指纹信息的离线高分辨率飞行时间气溶胶质谱分析方法和与伯尔尼大学联合开发的,用区分化石燃料和非化石燃料的放射性C-14分析方法。

与在线分析相比较,收集大气中细颗粒物到滤膜上的方法比较普及,费用也相对低廉,因此该方法可以进一步推广应用于同样存在悬浮颗粒大气污染问题的其他发展中国家。

瑞士资讯swissinfo.ch

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