尾气排放加剧雾霾污染 汽车时代能否与蓝天共存

　　今年国家自然科学奖二等奖的41项获奖项目中，有一项格外切合近期的热点话题—“中国大气污染物气溶胶的形成”。在年初以来一波接一波的雾霾天气里，这项国内首个揭示PM2.5来龙去脉的系统研究，现实意义不言自明。

　　也正因为身处这样的雾霾中，该研究领衔完成人、复旦大学大气化学研究中心主任、环境科学系教授庄国顺在获奖后接受采访时，言谈中仍难有几分轻松。

　　机动车对空气污染有多少“贡献”?

　　城市雾霾天气的主要成因，是如今家喻户晓的PM2.5(细颗粒物)，而PM2.5总量的80%以上是硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶等，在科学上统称为气溶胶。

　　庄国顺教授等此次获奖的研究，正是揭示了这些肉眼看不见的微小颗粒，究竟是如何形成、如何变化，又是怎样影响人们赖以视物、赖以呼吸的空气。研究表明，行驶在全国大小道路上的上亿辆汽车，已成为国内气溶胶污染物的主要“贡献者”。

　　机动车尾气排放的氮氧化物与氢化合物、油微粒等，在空气中发生化学反应，组成了气溶胶中硝酸盐、有机物和元素碳的主要来源。它们又与沙尘、海盐等自然气溶胶混合并相互作用，形成复合污染物，吸收和反射阳光，使空气变得昏暗污浊。

　　庄国顺介绍，空气中的硝酸盐污染物主要来自汽车废气排放，而硫酸盐污染物多由工业排放尤其是燃煤产生。因此分析两者在空气中的相对比值，就能大体判断汽车废气排放在空气污染中的相对比重。

　　“以上海为例，2003年硝酸盐与硫酸盐污染物之比为3∶7，如今已接近1∶1，这意味着机动车排放的比重已接近工厂排放，还大有赶超之势。”庄国顺说，“机动车的污染来自尾气、扬尘两方面，扬尘并不包括在估算中。再加上汽车发动机在堵车空转时不完全燃烧，产生更大污染，所以实际上交通问题产生的污染比我们的估计还要严重。”

　　他表示，近几年我国通过大力实施脱硫脱氮等环保工艺改造，工业废气排放产生的二氧化硫和氮氧化物比十年前有所减少;但汽车数量却快速增长，汽车废气排放也逐年走高。

　　研究表明，人的鼻腔可以挡住粒径10微米以上的颗粒物，粒径2.5微米至10微米之间的颗粒物也可通过痰液排出或被鼻腔内绒毛阻挡。而直径小于或等于2.5微米的PM2.5，却能直接侵入下支气管和肺泡的毛细血管中，不易排出体外。加之汽车尾气的排放高度仅略高于地面，比高处的烟囱废气更易被人体吸入，对健康危害更大。此外，气溶胶还会减少到达地面的阳光，造成农业减产。

　　国内汽车污染为何比国外严重?

　　自1998年开展项目以来，庄国顺教授项目组的研究表明，我国已成为全球PM2.5污染最严重的国家之一，许多地区的PM2.5浓度远远超出世界卫生组织的空气质量标准(单日均值25微克/立方米，年均值10微克/立方米)，并在华北平原、长三角、珠三角和四川盆地形成了四大灰霾区。

　　“综合考虑影响范围、持续时间、污染物浓度，以及颗粒物扩散的气象因素，今年1月以来我国的雾霾天气，可能是人类历史上规模最大的一次PM2.5污染事件。”庄国顺表示，近期雾霾对人体健康的伤害，更甚于2000年前后席卷华北的沙尘暴。

　　不过，至今为止我国的汽车总量仍不足美国的一半，北上广的汽车数量和密度也并不比纽约、东京、伦敦、巴黎等西方超大城市更高。那么，为何我国由汽车导致的空气污染，会比发达国家更严重呢?

　　原因之一是国内的汽车排放标准、燃油质量标准不够严格。今年2月1日起，北京市将在全国率先对新增机动车实施京V排放标准，加严了氮氧化物等污染物的限值。但总体而言，我国的机动车排放标准目前仍与发达国家有较大差距，主要原因在于燃油标准过低(尤其是含硫量过高)，以及汽车缺少尾气排放控制装置。

　　不合理的城市规划也加剧了汽车尾气污染。上至“首堵”北京，下到十几万人的小县城，堵车在全国各地几成家常便饭。摊大饼式的城市布局，欠完善的公共交通，让许多市民只得依赖私家车频繁往返于郊区与市中心之间;道路设计的种种缺陷，让城市交通更加脆弱，助长了堵车的常态化;郊外植被的破坏和市区绿化的滞后，增加了扬尘，削弱了植物对PM2.5的吸附作用。

　　空气污染影响范围究竟有多大?

　　十多年来，庄国顺教授研究团队的足迹转战我国西北、华北和东南沿海，从天山、戈壁、市区到海岛，采集到多达一两万的研究样本。

　　研究发现，来自我国新疆、黄土高原和内蒙古的沙尘，几天之内就能随风飘到东南沿海。在这段不算短的旅途中，天然沙尘与人工排放的污染物发生了混合，相互间不断进行化学反应，使沙尘中的碳酸盐逐步转化为酸性更强的硫酸盐等二次污染物。从新疆、内蒙古一路到上海，沙尘的酸性逐渐增加，测到最高的一次增长了100倍。排入大气的多种有毒烃类和重金属，也在这个过程中与之“同流合污”。

　　庄国顺强调，正是由于气溶胶可以在大气中长途跋涉，污染程度逐步增强，导致了雾霾天气可以轻易跨市，跨省，乃至在中东部广大地区形成“雾国”。“大气污染问题已经不是一个城市可以解决的局部问题，这是一个区域性的问题，在某种意义上，大气污染是一个全球性的问题。”因此，仅仅“头痛医头，脚痛医脚”地治理几个空气污染较严重的城市，已不能解决根本问题。

　　“北京、上海哪怕制定多么严格的机动车限行，或是把工业生产都外迁出去，也不能显著改善城市空气质量。”庄国顺表示，“需要打破区域界限，制定统筹安排、联合防治的空气污染治理措施。”

　　值得注意的是，气溶胶长途跋涉的特性，使它们不仅降低城市上空的空气质量，也会将污染物带进并没有多少汽车和工业的乡镇、农村甚至人迹罕至的区域，并溶入土壤和水体之中。对于气溶胶污染物的生态影响究竟有多深远，恐怕还需要更加长期深入、涉及更多领域的研究。

　　——释疑——

　　严格控制汽车排放标准，我们仍可拥有更多蓝天

　　庄国顺1998年留学回国时，京津华北地区正饱受沙尘暴之苦。不过当时公众乃至政府部门的注意力都集中在沙漠化问题上，沙尘中的细颗粒物污染并未引起关心。庄国顺等一批最早在国内开展PM2.5研究的学者，许多年间的呼吁声都游离在媒体和决策层之外。

　　今年年初，庄国顺研究团队的成果终于获得了国家自然科学奖的肯定，媒体及公众要求改善空气质量的呼声空前高涨，针对PM2.5的监测体系也在逐步搭建。亡羊补牢，是否还为时未晚?

　　“伦敦早就摘掉了‘雾都’的帽子，美国的酸雨问题也在上世纪90年代后得到了解决。只要下定决心治理，雾霾天并不是无法解决的。”

　　庄国顺认为，加强污染机理研究、提高环保治理投入只是一方面，更根本的是需要全社会、需要决策层认识到片面重视经济增长，以及高耗能、高消费的生产生活方式，已经给我们赖以生存的环境带来了多么严重的代价。“发展的根本目的是改善生活质量，但如今的空气污染带来的可不只是堵会儿车、咳嗽几声的小麻烦，而已经给人们的基本健康造成了威胁。”

　　庄教授强调，目前我国的大气污染，并非汽车时代的无解命题。“如果能制定科学的城市发展规划，大力发展城市道路系统和公共交通，严格控制汽车排放标准，我们完全有可能像发达国家一样，在进入汽车时代的同时，又拥有蓝色的天空。”(记者 董子凡)

　　■ 延伸阅读

　　灰霾面积如何测算

　　1月29日，环保部发布消息称，1月27日以来，全国有130万平方公里的面积受到灰霾天的影响。据悉，这也是我国首次确切公布灰霾天的影响范围。

　　此次能及时向公众发布灰霾影响范围的相关信息得益于，我国从今年1月1日起，对70多个城市开展了PM2.5的监测，而且还开始运用卫星遥感技术、从空中监测灰霾的影响范围。

　　环保部卫星环境应用中心高级工程师王中挺介绍说，利用卫星遥感技术监测灰霾相当于每一平方公里就能收集到一组监测数据，这样的监测密度是普通地面监测站点不能覆盖的。

　　王中挺介绍说，利用卫星遥感宏观性特点可以实现对灰霾大范围、区域性的监测。

　　灰霾监测中卫星遥感手段的应用，不仅可以弥补灰霾地面监测站点所不能覆盖到的区域，而且卫星遥感得到的灰霾分布、面积、等级、频次等指标可以大大丰富、完善当前的地面灰霾监测指标，有助于全面、客观地掌握灰霾的发生状况。此外，基于灰霾的光学特征开展的卫星灰霾遥感监测，可以较好地用于识别灰霾的发生及其严重程度。

　　从2013年1月份我国中东部灰霾面积与2012年同期的比对情况来看，在1月上旬两年的灰霾面积大致相当，而今年1月中下旬的灰霾面积明显大于去年同期，截止到1月29日，超过100万平方公里的天数已达10天。

　　从我国中东部2013年1月26日、27日灰霾比较严重时的监测结果，可以看出，26日中东部大部分地区都出现了灰霾，27日南方灰霾有所减弱，主要分布在华北平原和四川盆地，经统计灰霾面积为131万平方公里。

　　据专家介绍，卫星遥感监测结果表明，卫星遥感技术作为一种新兴的监测手段，可以实现对城市群及大范围区域的灰霾监测，提供灰霾的分布范围、轻重等级、影响面积、出现频次等监测指标及日报、月报监测结果，与地面监测数据结果也可以互为补充、相互印证。