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探因中国雾霾:工业排放与汽车排放污染物共存
关键词： 雾霾,气溶胶粒子,污染物浓度,复合污染,探因
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“复合型”污染的难题
弄清楚这些反应机制，正是中科院“大气灰霾追因与控制”专项研究希望破解的难题。
2013年1月，中国出现大范围雾霾天气。为了探究雾霾成因，中科院“大气灰霾追因与控制”专项王自发研究团队对成霾过程进行了模拟。“现在他们模拟的数据已经基本上比较接近实际了，能够提前3天到7天就预报出来会不会有下一次霾。但是污染最重的霾的峰值往往模拟不出来，问题可能就在于污染最重的时候，有一些化学过程和机制我们没有认识清楚。”贺泓告诉记者。
贺泓介绍说，近10年来，中国华北地区排放的一次颗粒物呈下降趋势，PM2.5的总量没有明显增加，但是雾霾天气却明显增加了。
一种可能的原因是二次颗粒物在PM2.5中占比增加，导致PM2.5的成分变化，造成消光的效果加强。
二次颗粒物当中，硫酸盐气溶胶是一个重要的组成部分。近10年来，中国大气中二氧化硫排放总量呈下降趋势，但是硫酸盐气溶胶却没有明显下降。二氧化硫是二次颗粒物里面一个重要的前体物，前体物下降，二次颗粒物却没有下降，这说明更多的二氧化硫转化成了硫酸盐，说明转化速度快了。“由此，我们得到一个假设：在大气复合污染的条件下，污染物之间相互反应，造成大气氧化性增强，气体向颗粒物的转化在加快。”贺泓说。
贺泓告诉本刊记者，这个假设目前已经得到了一些实验室模拟和外场观测数据的支持。该专项王跃思研究团队在河北省兴隆县有一个观测点，这个观测点位于燕山深处。2013年1月6日到16日，这个观测点的雾霾比北京市轻得多，PM2.5的浓度大概只是北京的1/3。此地空气中二氧化硫浓度和北京市差不多，可是硫酸盐浓度却比北京市低得多。进一步研究发现，成霾的时候，北京市的氮氧化物浓度要比兴隆县高得多。他们进一步的研究发现，在某种合适的条件下，大气中的矿质颗粒物和氮氧化物可以起到催化剂的作用，催化空气中的二氧化硫向硫酸盐转化。
贺泓分析说，“中国的雾霾，其复杂就在于工业排放特别是燃煤排放的污染物与机动车排放的污染物同时存在，这与主要由燃煤排放的污染物造成的伦敦烟雾和主要由机动车排放导致的洛杉矶的光化学烟雾都截然不同，使得中国在单项污染物浓度相对较低的情况下产生了比较重的雾霾天气。而我们对其中的一些反应机制，主要是一些氧化机制并不是非常清楚，造成对PM2.5的来源尚无法准确解析。”
如果前述关于大气氧化性增强的猜想成立，可能意味着目前普遍所认为的“机动车对北京这样的特大城市雾霾的贡献在20%～30%之间”的估计仍然存在低估的可能性。“因为机动车本身排出颗粒物，它排出的气体还转化为颗粒物，这些都还可以测量和计算。但是，如果它还帮助别的气体转化为颗粒物，这个作为催化剂的贡献就不那么好计算了。”“现有的一些研究结论已经可以帮助我们大致了解雾霾成因，但是我们之所以要研究准确，是因为治霾是有成本的，只有更准确地把握雾霾成因，才能知道采取什么样的措施是成本更低、效果更好的。”贺泓强调说。
他告诉本刊，由于欧美发达国家大气污染问题具有明显的阶段性，而我国大气污染物问题属于特有复合污染类型，因此发达国家在大气污染治理过程中并未经历过我国所面临的新老问题集中爆发的状况，故此目前我们尚无直接的国际经验可借鉴。□
国家科研专项启动
目前，国家层面针对雾霾和大气污染的科研专项已经陆续启动，主要有“蓝天科技工程”、“大气灰霾追因与控制”和“清洁空气研究计划”三项大的研究计划。
2012年7月10日，科技部、环保部印发了《蓝天科技工程“十二五”专项规划》，旨在针对我国大气污染的突出问题和改善环境空气质量的需求，强化顶层设计，统筹大气环境保护科技研发、示范应用、成果转化、人才培养、能力建设、国际合作、决策支撑等创新活动，完善大气环境保护科技创新体系，促进节能环保战略性新兴产业发展，为改善大气环境质量、保障人民群众生命健康提供技术支持。
2012年9月，中科院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”研究启动，该专项计划用5年的时间，以环渤海、长三角、珠三角为研究区域，阐明区域灰霾形成的机制，研发致霾关键污染物的控制技术，为控制灰霾污染提供科学可行的技术和政策解决方案。中科院的14家研究所，以及北京大学、清华大学、中国环境科学研究院等8家院外科研单位的300多位科研人员参与该项研究。
2013年9月29日，环保部启动“清洁空气研究计划”，该计划分2013~2015年、2016~2017年和2018~2020年三个阶段实施。包括国家层面的管理技术研发和重点区域的清洁空气科技工程两大部分。
中国环境科学研究院副院长柴发合告诉本刊记者，“蓝天科技工程”侧重于技术研究，“大气灰霾追因与控制”更侧重于基础研究，而“清洁空气研究计划”则更侧重于应用基础研究。几个专项之间有相互的合作和交流，是互为基础、互相促进的。□