从京津冀到长三角地区甚至再到珠三角地区,PM2.5严重超标;在部分地区,PM2.5的最高测试值甚至超过每立方米1000微克。“过去每到冬季,虽然雾霾天气也很严重,但像今年这样从北京一直到长三角、珠三角流域连成数千公里的一大片却是第一次,这是空气污染从量变到质变的过程,很可能未来只要物理条件和化学条件合适就会成为常态。”记者昨天采访研究大气污染的专家,不少学者不约而同地表示。
雾霾是冬季常发的灾害气候
“只要物理条件和化学条件合适,雾霾就可能会连成片。”复旦大学环境学院教授庄国顺告诉记者,“眼下的这次灾害性雾霾天气虽然是首次连成片发生,但却意味着空气污染的严重程度较之往年进一步加剧。”
庄国顺教授对中国沿海城市的雾霾成因以及上海的雾霾成因和成分进行了10多年的研究。庄教授解释说,因为冬天的大气层有一个逆温层,也就是说正常情况下,气温是随着高度的升高而降低的,但是冬季地面温度比较低,因此存在逆温层,温度随着高度的升高并不会降低,地面温度和高空温度没有差异,甚至高空温度会比地面温度高。这样一来,地面的大气和高空的大气不会产生对流,也不会产生风,因此大气层就像一条厚厚的“大被子”盖在地面上。与此同时,中国北方在冬天使用化学燃料供暖导致排放,排放的有机颗粒物在“大被子”里稳定地分布,很难扩散。
而南方雾霾的发生和北方有所不同。南方空气相对湿度较高,一旦颗粒物的含量达到一定的标准就会产生雾霾。同样从事大气质量监测和研究的长江学者、复旦大学特聘教授杨新称,冬季的雾常见的有两种,一种是因为地面温度较低,水气凝结形成的辐射雾;另一种是从海边吹来的气流因温差形成的平流雾,这些雾一旦加入大量的颗粒物就成了雾霾。“过去雾霾只是部分地区有,因为一些中小城市的空气质量相对高一点,因此即便没有大风,雾霾也不会连成一片。而现在,大气颗粒物在各地含量普遍升高,雾霾连成一片成为必然。更何况雾霾中70%-80%是PM2.5和PM2.5以下的颗粒,PM2.5的含量超出世界卫生组织(WHO)标准根本不足为奇。”
人类排放是雾霾的重要成因
究竟是人类排放造成了雾霾,还是雾霾本身就是一种自然现象?在很长一段时间里,学者们争论不休。科学家发现,在全球范围内,PM2.5的自然来源超过了人类排放,但是在中国东部城市,人类排放是雾霾形成的重要原因。
根据统计,在大气污染的颗粒物中,有70%-80%是PM2.5的颗粒物,即直径小于2.5微米的颗粒物。追溯PM2.5的来源,既有天然源,也有人类源。在人类产生前,大自然里有很多的颗粒物,其中也包括PM2.5,如植物的排放、沙尘暴、海盐,以及森林大火的燃烧,都会产生各种各样的颗粒物。据复旦大学环境学院李想副教授介绍,如果查看PM2.5污染的卫星图,会发现非洲中南部地区和南极海地区PM2.5的污染都比较严重。前者有森林和草原大火燃烧的颗粒物,南极海则是由海浪形成的海盐气溶胶。这些都是自然界的一次性排放。
而人类源主要是由于人类的工业活动,主要是化石燃料的燃烧产生的,而农业活动也会产生大量的颗粒物。
对于上海来说,夏秋季节的雾霾主要来自周边农村地区的秸秆燃烧;当北方的沙尘过境上海,也会导致雾霾的发生。其他时间的雾霾基本上都是工业排放和汽车尾气的排放。李想称:“之所以会有这样的结论,是基于对上海雾霾成分分析和研究的结果。根据调查,上海地区雾霾的颗粒物主要化学成分是致癌致畸的多环芳烃物质,其中含量最多的是萘、蒽、菲,占总量的80%。同国内外其它城市相比,上海雾水当中的多环芳烃量偏高。而导致这些有机化合物的重要原因,是汽车排放。”
PM2.5的治理需要长期坚持
中国的颗粒污染物治理已经到了非做不可的地步。一位教授告诉记者,国内的一项研究显示了一个“特异”的现象,就是我国PM2.5短期暴露与死亡的暴露反映关系系数只是欧美发达国家的一半左右,这并不是因为不同地区居民的体质差异,而是因为中国的颗粒物污染浓度非常高,所以在高阚值上再上升10%、或者20%,已经不会影响死亡率的上升。
其实,雾霾污染早在几十年前就已引起了学者的关注。据杨新教授介绍,从上世纪五六十年代开始,以“伦敦烟雾”事件和“洛杉矶光化学烟雾”为代表的大气严重污染事件,标志着人类活动排放对地球表面空气质量产生了重大影响。当时的伦敦污染事件如果折算成现在的PM2.5,达到了4000微克/立方米,造成将近一万人死亡。类似污染事件1956年、1962年又再次发生。
从此,各发达国家分别采取了不同的空气清洁行动,经过几十年努力,才使空气质量明显改善。美国的环保署在1997年第一次将PM2.5监测列入其空气质量评估体系,当时24小时的平均值设定在65微克/立方米,到2006年降至35微克/立方米。WHO在2005年颁布的空气质量准则中第一次为可吸入颗粒物(PM2.5,PM10)确定了指导值。由此可见,将细颗粒污染纳入空气质量评估,对于欧美等经济发达地区也是近十几年的事。
同时,从发达国家空气环境治理情况看,空气质量改善的任务长期而艰巨。大气污染包括颗粒物污染与各地的产业结构决定的污染源,气象和地理条件决定的传输和扩散条件都密切相关。基于复杂大气化学过程的二次颗粒物形成机制,也会因时因地的不同而异。
|