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中科院:北京空气中二氧化硫主要来自河北燃煤

“原因在于,白天对流输送将高空二氧化硫输送到地面,造成北京空气二氧化硫浓度上升。夜间对流终止,二氧化硫形成酸雾,并被其中的氧化剂转化为硝酸盐颗粒。” 王跃思认为,白天时混合层高度相对晚上要高,扩散条件也优于夜间。但是二氧化硫浓度却出现了一天……

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“原因在于,白天对流输送将高空二氧化硫输送到地面,造成北京空气二氧化硫浓度上升。夜间对流终止,二氧化硫形成酸雾,并被其中的氧化剂转化为硝酸盐颗粒。” 王跃思认为,白天时混合层高度相对晚上要高,扩散条件也优于夜间。但是二氧化硫浓度却出现了一天中的峰值,说明二氧化硫是在高处对流下来的。如果是本地排放,由于燃煤的原因晚上也应该是高值,基于此判断空气中大部分的二氧化硫并不是北京排放的。“在常年观测的结果中发现,在300米的高空中二氧化硫的浓度总高于地面二氧化硫的浓度。说明大量的二氧化硫是由周边地区输送的。本次污染事件突发的一个重要原因,是以河北燃煤排放为主的二氧化硫一夜之间转化成了硫酸盐。”

据统计,北京每年燃烧2300万吨标准煤,天津每年燃烧7000万吨标准煤,河北省每年燃烧2.7亿吨标准煤。

二氧化硫在夜晚转化成硫酸盐,使得硫酸盐颗粒数值达到40微克/立方米。超过即将在2016年国家实行的PM2.5一级标准35微克/立方米,“同二氧化硫一起传到北京的还包括细粒子、黑炭、挥发性有机物等。而硫酸盐单项就达到40微克/立方米,就已经使PM2.5超标,所以必须控制燃煤。”

本地

北京有机物主要来自

机动车、餐饮、采暖排放

在一月中旬的雾霾天气中,北京城区典型的机动车排放源一氧化氮在1月12日夜间一度高达310微克/立方米,是平日的4.5倍;机动车和燃煤直接排放的一氧化碳浓度高达12微克/立方米,是平时的8倍;油气和餐饮直接排放的挥发性有机物增加2倍以上。

在数据的变化中,王跃思发现,交通早高峰时,氮氧化物的数值很高,同时形成硝酸盐颗粒,导致其数值也在攀升。在静稳高湿的条件下,粒子难以扩散,并且迅速增长,“增长到400纳米以上,便从不可见变成了可见的颗粒,形成了‘霾’。”

“以此可以判断,空气中硝酸盐的颗粒大部分是由北京的汽车产生的物质转化的。在一月中旬的雾霾天气中,硝酸盐颗粒的指数也达到了40微克/立方米至50微克/立方米,也超过了PM2.5的日均值35微克/立方米的标准线。”

王跃思取样分析后发现,北京机动车为城市PM2.5的最大来源,约为四分之一;其次为燃煤和外来输送,各占五分之一左右。餐饮近年来有快速上升趋势,占到 13%。“北京重雾霾污染过程引发于外来燃煤排放的二氧化硫向硫酸盐的爆发式转化,而持续污染过程有机物的上升表明北京本地机动车、采暖和餐饮排放。

根据对颗粒物PM2.5和PM1化学成分的分析,三种排放相加占到超过50%的比例。京津冀区域应该重点控制工业和燃煤过程,重点在于燃烧过程的脱硫、脱硝和除尘,同时要高度关注柴油车排放和油品质量。

未来

一地无法独善其身

京津冀必须联防联控

北京、天津、河北属同一气候带,大气污染表现出明显的区域协同特征。

“由于经济模式的巨大差异,三省市主要排放源的差异也很明显。简单归结为北京的汽车,天津的油气,河北的燃煤。”王跃思分析道,交通拥堵造成机动车怠速或低速运行时污染物排放量增加5至10倍。河北省是工业重镇,燃煤产生二氧化硫和粉尘排放。天津石油储量丰富,与其相关的行业挥发性有机物排放量巨大。“解决交通拥堵、控制油气生产中每环节的排放、控制燃煤中脱硫脱硝除尘。如果政策执行得好,污染可以下降一半。”

京津冀治理污染不能单靠一地减排。“调控方案并不是一个城市或者一个单位就能独立完善制定的,彻底解决问题也不能单凭自己的力量。”

在王跃思的设想中,京津冀地区的相关负责人由更高级别的领导召集在一起,共同应对大气污染问题。形成一个组织,并让科学家在其中起到作用,制定科学可行的方案。“方案既然确定,就应该严格执行。专项资金方式来解决治理污染所需钱的问题。比如对工业企业进行检查,可以在专业人士的技术指导下进行脱硫脱硝除尘,让工厂的排放量削减到一个合理的程度,组织应该对工业企业进行技术支持,也对他们进行相应检查,如果发现偷排偷放的现象,第一次进行高额罚款,第二次提高罚款额度,第三次发现便关停企业。让企业感受到违规的成本很高。欧盟曾经用这样的方式控制了污染物的排放。”

窗外仍旧一片灰色,王跃思站在窗前沉思片刻,说:“北京的空气已经不仅仅是看不到、摸不着、闻不到的物质了!”

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