汽車尾氣的二(er)次源(yuan)影響更大

　　近日，汽車尾(wei)氣對PM2.5的(de)影響(xiang)到底有多大(da)的(de)話題在網(wang)絡熱(re)議。這起因于(yu)一份研(yan)究報告，汽車尾(wei)氣對北京PM2.5的(de)貢獻(xian)率不足(zu)4%。這與此前許多報道中提及(ji)的(de)汽車尾(wei)氣為空氣污(wu)染(ran)大(da)戶的(de)說法大(da)相(xiang)徑庭。

　　那么(me)，汽車尾氣(qi)對(dui)北京PM2.5的貢(gong)獻率(lv)不足4%是(shi)否準確？尾氣(qi)貢(gong)獻率(lv)到(dao)底有多大？昨(zuo)天下午，中科院(yuan)召開新聞發布會，多位專家表(biao)示(shi)這一數字被(bei)低估。同時相關成(cheng)果介紹已從官網上被(bei)撤掉。

　　溯源

　　4%與17.1%兩組數據對比發現問題

　　此次引(yin)起公眾熱議的(de)機動車尾(wei)氣對北京PM2.5的(de)貢獻率不足4%源自于(yu)一篇發表于(yu)《大氣化學與(yu)物(wu)理學》雜志(zhi)中(zhong)論文的(de)解析結(jie)果。

　　2013年，中科院物理研究(jiu)所張仁健研究(jiu)員(yuan)先后在《氣(qi)溶膠空氣(qi)質量研究(jiu)》與(yu)(yu)《大(da)氣(qi)化(hua)學與(yu)(yu)物理學》兩(liang)份雜志(zhi)中發表了關于(yu)北京PM2.5化(hua)學組(zu)成成分與(yu)(yu)源解(jie)析(xi)的文章，卻得出兩(liang)組(zu)不(bu)同的結果。

　　在(zai)(zai)《氣(qi)溶膠空(kong)氣(qi)質(zhi)量研(yan)究》發表的(de)(de)文章(zhang)中，張仁健將(jiang)PM2.5重(zhong)要來源分(fen)為(wei)七大類(lei)，其(qi)中汽車尾(wei)氣(qi)與(yu)(yu)垃圾(ji)燃燒占17.1%。觀測時(shi)間段為(wei)2009年4月(yue)(yue)、7月(yue)(yue)、10月(yue)(yue)以(yi)及2010年的(de)(de)1月(yue)(yue)。而在(zai)(zai)之后(hou)發表在(zai)(zai)《大氣(qi)化學(xue)與(yu)(yu)物理學(xue)》的(de)(de)文章(zhang)中，將(jiang)PM2.5重(zhong)要來源分(fen)為(wei)六(liu)類(lei)，分(fen)別是土壤塵、燃煤、生(sheng)物質(zhi)燃燒、汽車尾(wei)氣(qi)與(yu)(yu)垃圾(ji)焚(fen)燒、工業(ye)污(wu)染和(he)二次(ci)無機氣(qi)溶膠，這些(xie)源的(de)(de)平均貢獻分(fen)別為(wei)15%、18%、12%、4%、25%和(he)26%，其(qi)中汽車尾(wei)氣(qi)與(yu)(yu)垃圾(ji)燃燒降到了4%。在(zai)(zai)論文中寫明監測時(shi)間為(wei)2010年全(quan)年。

　　看(kan)到(dao)“汽(qi)車(che)(che)尾(wei)(wei)氣(qi)只占4%”這則(ze)新聞，中國科學院大氣(qi)物理研(yan)究(jiu)所研(yan)究(jiu)員王躍思立(li)即產生了質(zhi)疑。“我之(zhi)前做過2013年1月的(de)研(yan)究(jiu)，強霧霾時段汽(qi)車(che)(che)尾(wei)(wei)氣(qi)的(de)貢獻(xian)(xian)為47%，即使是(shi)同期污染程度低時，汽(qi)車(che)(che)貢獻(xian)(xian)也要達到(dao)30%。針對(dui)同一地區，時間段又比(bi)較相(xiang)近，怎么(me)會(hui)得出(chu)差(cha)異如此之(zhi)大的(de)兩個結果呢(ni)？”在王躍思看(kan)來，4%的(de)數值被低估(gu)了。4%是(shi)指(zhi)汽(qi)車(che)(che)尾(wei)(wei)氣(qi)直接(jie)出(chu)來的(de)粒子，而不(bu)是(shi)指(zhi)汽(qi)車(che)(che)引起所有(you)PM2.5的(de)總額。

　　王躍思通過對兩篇論文的原文進行對比考證，發現了問題。他發現論文中指的汽車尾氣，僅僅是汽車直接排放的(de)顆粒(li)，也就是(shi)(shi)說汽(qi)車尾氣對PM2.5的(de)直接貢(gong)獻(xian)。這(zhe)一(yi)(yi)部分(fen)的(de)貢(gong)獻(xian)，無論在王躍思(si)的(de)研(yan)究還是(shi)(shi)以(yi)往的(de)文獻(xian)報道中(zhong)，一(yi)(yi)般(ban)都是(shi)(shi)小于10%的(de)。但是(shi)(shi)，除了直接影響(xiang)，汽(qi)車尾氣造(zao)成的(de)二次源影響(xiang)往往更大(da)。

　　“他(指張仁健)的(de)(de)稿子里沒有明確注明4%具體指的(de)(de)是什么，這很容易對公(gong)眾產生誤導(dao)。”王(wang)躍思告訴記者，汽車尾氣對PM2.5的(de)(de)影響是復(fu)雜而動態的(de)(de)，直接(jie)排放只是其中(zhong)一種，并(bing)且比例較小。

　　詳解

　　問題數據源于研究方(fang)法與(yu)樣本(ben)量(liang)等原因(yin)

　　汽車(che)(che)尾氣除了(le)直(zhi)接排放一些PM2.5顆(ke)粒外，同(tong)時還(huan)會排放氮(dan)氧化物、揮發性有(you)機(ji)物等其他物質成分(fen)，而這(zhe)些成分(fen)對PM2.5的貢獻值(zhi)往(wang)往(wang)更大。王躍(yue)思認為(wei)，在論文中這(zhe)部(bu)分(fen)成分(fen)被歸類到了(le)“二次無機(ji)氣溶膠”的類目下，并非專業人士的公眾(zhong)自然不會將其與汽車(che)(che)尾氣相(xiang)聯系(xi)。

　　“該論文中將土壤塵分(fen)為(wei)建設工(gong)地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浮塵與街道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)再懸(xuan)浮塵。而實(shi)際上，在大多數晴(qing)朗(lang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天氣(qi)(qi)(qi)(qi)，街道揚(yang)塵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)誘因(yin)是(shi)(shi)街道上行駛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)車(che)輛。”王躍(yue)思認為(wei)，大氣(qi)(qi)(qi)(qi)細粒子PM2.5可分(fen)為(wei)一次(ci)(ci)源(直接排放(fang))和二(er)次(ci)(ci)源(二(er)次(ci)(ci)生成)。一次(ci)(ci)來(lai)(lai)源是(shi)(shi)指污染源直接向大氣(qi)(qi)(qi)(qi)中排放(fang)顆(ke)粒物(wu)(wu)；二(er)次(ci)(ci)來(lai)(lai)源則(ze)是(shi)(shi)指污染源排放(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)態(tai)污染物(wu)(wu)(如(ru)NOx、SO2、NH3、VOC等)在大氣(qi)(qi)(qi)(qi)中經過(guo)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理化學反應(ying)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒物(wu)(wu)，如(ru)硝酸鹽(yan)、硫酸鹽(yan)、銨鹽(yan)、二(er)次(ci)(ci)有(you)機(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠。論文中所指的(de)(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)車(che)尾氣(qi)(qi)(qi)(qi)與垃圾燃(ran)燒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)4%，加上26%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次(ci)(ci)無機(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半，再加上占比(bi)15%土壤塵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半，一共是(shi)(shi)25%左右。“這(zhe)才是(shi)(shi)這(zhe)個(ge)研(yan)究(jiu)顯示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)車(che)尾氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)真正貢獻，這(zhe)個(ge)數值也和以往(wang)研(yan)究(jiu)相(xiang)比(bi)沒有(you)相(xiang)差那么多。”

　　論(lun)文(wen)中(zhong)測出的(de)(de)PM2.5的(de)(de)濃(nong)度在130微克(ke)/立(li)方米，時(shi)間(jian)(jian)為2009至2010年(nian)(nian)。而據(ju)北京市環(huan)保局發布的(de)(de)最新數(shu)據(ju)顯示：2013年(nian)(nian)北京市PM2.5年(nian)(nian)均濃(nong)度為89.5微克(ke)/立(li)方米。王躍思認為，雖然時(shi)間(jian)(jian)上有個三四年(nian)(nian)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)差(cha)，近幾年(nian)(nian)內北京的(de)(de)空氣質(zhi)量變(bian)化幅(fu)度不大。結合以往(wang)的(de)(de)研究成(cheng)果，論(lun)文(wen)中(zhong)提及的(de)(de)監測值有明顯的(de)(de)虛高現象。

　　通過(guo)對論文中提及的(de)(de)(de)監(jian)測方(fang)法(fa)，王(wang)躍(yue)思發現采(cai)(cai)樣(yang)(yang)膜每次的(de)(de)(de)稱重都必須在(zai)恒(heng)溫恒(heng)濕的(de)(de)(de)條件下進行，這(zhe)一(yi)條件能保證(zheng)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)膜吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)多(duo)余(yu)的(de)(de)(de)水(shui)分(fen)蒸發。容(rong)易被忽視的(de)(de)(de)是，采(cai)(cai)樣(yang)(yang)膜在(zai)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)過(guo)程中吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)“自由(you)水(shui)”會轉化(hua)成“化(hua)合(he)態水(shui)”，而(er)“化(hua)合(he)態水(shui)”是無(wu)法(fa)排(pai)除的(de)(de)(de)，從而(er)停留在(zai)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)膜中。“采(cai)(cai)樣(yang)(yang)監(jian)測沒有排(pai)除掉采(cai)(cai)樣(yang)(yang)膜吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)多(duo)余(yu)化(hua)合(he)態水(shui)，這(zhe)一(yi)部分(fen)重量(liang)的(de)(de)(de)計入PM2.5值(zhi)虛高的(de)(de)(de)根本原因所在(zai)。”

　　昨天(tian)下午(wu)，中(zhong)科院生態環境研(yan)究中(zhong)心“大氣灰霾追因與(yu)控制(zhi)”專項組(zu)首(shou)席科學家賀泓(hong)也表(biao)示，4%這一數(shu)字被嚴(yan)重低(di)估。記者同時注意到，中(zhong)國科學院官(guan)網上，該研(yan)究員關于“北京地區(qu)PM2.5化(hua)學組(zu)成及源解析季節變(bian)化(hua)研(yan)究”的成果介(jie)紹已被撤下。

　　分析

　　PM2.5來(lai)源有兩(liang)大(da)類

　　“大多數人都把PM2.5等同(tong)于霾(mai)污染，這是(shi)(shi)不準確的(de)(de)，實(shi)際上PM2.5累積(ji)到一(yi)定(ding)程度才(cai)能形成霾(mai)，并且這一(yi)過程不僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)簡單的(de)(de)堆積(ji)。”王躍(yue)思將(jiang)PM2.5的(de)(de)來(lai)(lai)(lai)源(yuan)分為兩類：直接來(lai)(lai)(lai)源(yuan)與(yu)間(jian)接來(lai)(lai)(lai)源(yuan)。直接來(lai)(lai)(lai)源(yuan)指(zhi)的(de)(de)是(shi)(shi)被直接排(pai)放出(chu)來(lai)(lai)(lai)的(de)(de)PM2.5。而由氣(qi)(qi)態(tai)污染物轉化生成的(de)(de)PM2.5是(shi)(shi)PM2.5的(de)(de)間(jian)接來(lai)(lai)(lai)源(yuan)，也稱(cheng)二次(ci)源(yuan)，其中(zhong)汽車尾(wei)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)氮(dan)氧(yang)化物和揮發性(xing)有機物即屬此類。

　　汽車尾氣(qi)中的(de)PM2.5形成(cheng)霾主要(yao)有(you)兩(liang)個關鍵的(de)過程，吸濕(shi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)與化(hua)(hua)學(xue)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)。“吸濕(shi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)”就是汽車排(pai)放(fang)的(de)不可(ke)見的(de)超細粒子吸水后變“胖”到可(ke)見的(de)PM2.5，“化(hua)(hua)學(xue)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)”是汽車排(pai)放(fang)的(de)污染(ran)氣(qi)體(主要(yao)為氮氧化(hua)(hua)物和揮發性有(you)機物)轉(zhuan)化(hua)(hua)成(cheng)了可(ke)見的(de)PM2.5。

　　“機動(dong)車，尤其(qi)是汽車直(zhi)接排放的PM2.5多占比重的確不(bu)高，一(yi)般小(xiao)于10%；但(dan)是在(zai)靜穩天氣下，汽車排放出的肉眼(yan)看(kan)不(bu)到的超細粒子與(yu)污染氣體會迅速發(fa)生(sheng)化學反應或吸(xi)濕(shi)增長變(bian)成(cheng)PM2.5，從而轉變(bian)成(cheng)看(kan)得見的霾(mai)。”

　　王(wang)(wang)躍(yue)(yue)思的課題組(zu)曾于2009年(nian)(nian)至2011年(nian)(nian)對京(jing)津冀區(qu)域PM2.5化學成分分析(xi)進行了兩年(nian)(nian)平均(jun)狀況的研究(jiu)(jiu)，同(tong)樣采用PMF方法的源(yuan)解析(xi)結果(guo)表(biao)明，汽車及(ji)相(xiang)關產業來(lai)源(yuan)的貢獻(xian)從10%到50%不等，平均(jun)約占(zhan)30%。王(wang)(wang)躍(yue)(yue)思在研究(jiu)(jiu)中發(fa)現，北京(jing)大氣中的PM2.5在霾污(wu)染發(fa)生時二次源(yuan)所占(zhan)的比例往(wang)往(wang)高(gao)達(da)70%，而機動車對二次源(yuan)的貢獻(xian)最高(gao)可占(zhan)50%。王(wang)(wang)躍(yue)(yue)思及(ji)其課題組(zu)在對2013年(nian)(nian)1月做的研究(jiu)(jiu)結果(guo)為例，1月11日至21日，強霧霾污(wu)染階(jie)段(duan)汽車尾氣對PM2.5的貢獻(xian)為47%。

　　觀點

　　霧霾越(yue)重尾氣貢獻越(yue)高

　　“有一個(ge)普遍的(de)(de)問題是，我(wo)們現在通常給(gei)出的(de)(de)是PM2.5的(de)(de)年(nian)均值，這種平均結果會(hui)(hui)掩蓋重污染時段(duan)的(de)(de)真實情(qing)況(kuang)。”王(wang)躍(yue)思說，不同的(de)(de)天(tian)氣(qi)情(qing)況(kuang)，不同的(de)(de)季節，汽車尾(wei)氣(qi)對PM2.5的(de)(de)貢獻均會(hui)(hui)發生變化(hua)。

　　王躍思(si)課題組2009年至(zhi)(zhi)2011年對京津冀(ji)區域PM2.5化學成分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)進(jin)行(xing)了(le)兩年平均狀況的(de)研究，發現二次水溶性離子(硫酸(suan)鹽(yan)(yan)、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)和銨鹽(yan)(yan))占(zhan)30%至(zhi)(zhi)40%，碳質(zhi)氣溶膠(jiao)占(zhan)30%至(zhi)(zhi)40%，金屬元(yuan)素氧化物占(zhan)10%左右。源(yuan)(yuan)解析(xi)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，汽(qi)車及(ji)相關產(chan)業來(lai)源(yuan)(yuan)約占(zhan)30%(10%至(zhi)(zhi)50%)；鋼鐵、化工和電子等工業過(guo)程產(chan)生35%(20%至(zhi)(zhi)50%)；居民取(qu)暖、餐飲和農(nong)牧業過(guo)程占(zhan)10%(5%至(zhi)(zhi)20%)。

　　王躍思表(biao)示，由此(ci)來(lai)看，解析結果浮動很(hen)大(da)。也(ye)表(biao)現出(chu)在沒有污(wu)染—輕度(du)污(wu)染—重度(du)污(wu)染天(tian)氣(qi)下的PM2.5組成(cheng)和來(lai)源差(cha)別很(hen)大(da)。在北京，霾污(wu)染越(yue)嚴重，汽車對(dui)大(da)氣(qi)PM2.5的貢獻越(yue)大(da)。

　　以(yi)2013年1月的研究(jiu)結果為(wei)例(li)，1月11日至21日，強霾(mai)污染(ran)時段(duan)的汽車(che)(che)尾(wei)氣(qi)(qi)對PM2.5的貢(gong)獻(xian)(xian)率為(wei)47%，而(er)在(zai)同(tong)期污染(ran)程度很低(di)的時段(duan)，汽車(che)(che)對PM2.5的貢(gong)獻(xian)(xian)率為(wei)30%；在(zai)2月28日下(xia)午(wu)的強沙塵暴時段(duan)，汽車(che)(che)對大氣(qi)(qi)污染(ran)的貢(gong)獻(xian)(xian)率微(wei)乎其(qi)微(wei)。“不(bu)同(tong)天氣(qi)(qi)狀況(kuang)，汽車(che)(che)的貢(gong)獻(xian)(xian)比例(li)也有所(suo)變化。” 根據該研究(jiu)顯(xian)示，機(ji)動(dong)車(che)(che)、二次硫酸(suan)鹽(yan)、燃(ran)煤、揚塵、工業污染(ran)等(deng)主要污染(ran)源，在(zai)正常天所(suo)占的比例(li)分(fen)別為(wei)30%、8%、38%、14%、8%；而(er)在(zai)霧霾(mai)天，機(ji)動(dong)車(che)(che)與二次硫酸(suan)鹽(yan)上升為(wei)47%、20%，燃(ran)煤、揚塵、工業污染(ran)分(fen)別降低(di)至11%、8%、7%。

　　王躍思一(yi)再強調PM2.5監(jian)測的(de)(de)(de)動(dong)態性。他指出，通常對霧霾污染的(de)(de)(de)理解(jie)(jie)(jie)是PM2.5量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)，但是實際上，在霧霾污染的(de)(de)(de)狀態下，PM2.5的(de)(de)(de)組成(cheng)成(cheng)分(fen)也(ye)會有相應改變(bian)。“個別事例(li)和全年平(ping)均(jun)甚至季(ji)平(ping)均(jun)的(de)(de)(de)源(yuan)解(jie)(jie)(jie)析結果，對北京市(shi)民(min)關心的(de)(de)(de)霾污染解(jie)(jie)(jie)讀非常有限。源(yuan)解(jie)(jie)(jie)析的(de)(de)(de)動(dong)態解(jie)(jie)(jie)析也(ye)非常必要(yao)(yao)，隨著對PM2.5來(lai)源(yuan)及成(cheng)分(fen)比例(li)的(de)(de)(de)了解(jie)(jie)(jie)，我們逐漸發現對源(yuan)動(dong)態解(jie)(jie)(jie)析的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)性，需要(yao)(yao)大家(jia)的(de)(de)(de)共同努力(li)。”