歲末年初,霧霾來(lái)源再起紛爭(zhēng)。
中國(guó)科學(xué)院(下稱(chēng)中科院)的一個(gè)課題組拋出“機(jī)動(dòng)車(chē)排放對(duì)北京PM2.5的貢獻(xiàn)率不足4%”等一組數(shù)據(jù),引起強(qiáng)烈質(zhì)疑。與此同時(shí),兩篇聲稱(chēng)“核霧染”肆虐中國(guó)的文章,將核輻射與大氣污染建立關(guān)聯(lián),通過(guò)微博、微信等廣泛傳播。
2014年1月2日,中科院緊急召開(kāi)新聞通氣會(huì),稱(chēng)該院“大氣灰霾追因與控制”專(zhuān)項(xiàng)組召集專(zhuān)家探討,得出一致結(jié)論為“4%這一數(shù)字被嚴(yán)重低估”。當(dāng)天,北京市環(huán)保局副局長(zhǎng)方力也回應(yīng)稱(chēng),4%的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
引發(fā)爭(zhēng)論的研究數(shù)據(jù),為中科院大氣物理所研究員張仁健課題組研究結(jié)論,已刊發(fā)在國(guó)際期刊《大氣化學(xué)與物理學(xué)》(Atmospheric Chemistry and Physics)上。
該組數(shù)據(jù)為,北京PM2.5的六個(gè)重要來(lái)源的貢獻(xiàn)率是:二次無(wú)機(jī)氣溶膠26%、工業(yè)污染25%、燃煤18%、土壤塵15%、生物質(zhì)燃燒12%、汽車(chē)尾氣與垃圾焚燒4%。
而北京市環(huán)保局在2012年公布的數(shù)據(jù)是,機(jī)動(dòng)車(chē)貢獻(xiàn)率高達(dá)22.2%。2014年1月2日,“北京2013年空氣質(zhì)量發(fā)布會(huì)”又公布,截至目前此數(shù)據(jù)又略有增加。
《財(cái)經(jīng)》記者采訪(fǎng)多位專(zhuān)家獲知,張仁健課題組采樣數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性,但采集樣本的時(shí)間未有嚴(yán)格的完整觀察期;又在統(tǒng)計(jì)分類(lèi)方法上有誤,且未與污染源清單等其他方法做精確比對(duì),因而導(dǎo)致最終結(jié)果誤差較大。
而一位自稱(chēng)“物理博士”的撰文者“馬可安”,則分別于2013年11月、12月在騰訊微博上發(fā)布了兩篇文章,稱(chēng)華北霧霾與內(nèi)蒙古伴有鈾類(lèi)放射性元素的煤炭利用,以及內(nèi)蒙古大營(yíng)地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的大型鈾礦資源有關(guān)。據(jù)“馬可安”稱(chēng),首篇文章在閱讀數(shù)近50萬(wàn)人次后被刪除,于是,他趕寫(xiě)了第二篇。
接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪(fǎng)的多位國(guó)內(nèi)大氣物理專(zhuān)家、核安全專(zhuān)家均表示,這兩篇文章將核環(huán)境問(wèn)題與大氣污染相關(guān)聯(lián),是“誤導(dǎo)公眾,說(shuō)外行話(huà)”。“馬可安”亦承認(rèn),環(huán)境放射性污染和霧霾是兩個(gè)范疇,但將其互相關(guān)聯(lián)后,能引起公眾關(guān)注環(huán)境放射性污染。
在專(zhuān)家眼里,張仁健課題組的科研結(jié)果僅可作為一種參考。張仁健課題組在北京城區(qū)內(nèi)選取2009年4月、7月、10月及2010年1月,4個(gè)月共計(jì)121天的PM2.5分析樣本,解析不同季節(jié)北京PM2.5貢獻(xiàn)源。
“為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,原則上,應(yīng)有至少一年以上的完整監(jiān)測(cè)期,以獲取更充分的化學(xué)組成樣本,而且選擇的監(jiān)測(cè)點(diǎn)也要合適。”環(huán)保部環(huán)境監(jiān)測(cè)司副司長(zhǎng)朱建平告訴《財(cái)經(jīng)》記者。
在這項(xiàng)研究中,“機(jī)動(dòng)車(chē)貢獻(xiàn)率太低”的重要原因,是沒(méi)有對(duì)PM2.5的二次組分進(jìn)行來(lái)源分析,也就是未包含機(jī)動(dòng)車(chē)排放的氣體污染物形成二次顆粒物來(lái)源的貢獻(xiàn)。
污染源直接向大氣中排放的顆粒物是PM2.5的一次來(lái)源,氣態(tài)污染物在大氣中發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)后再次生成的顆粒物,為PM2.5的二次來(lái)源。復(fù)旦大學(xué)大氣化學(xué)研究中心主任莊國(guó)順表示,在污染物來(lái)源解析時(shí),二次無(wú)機(jī)氣溶膠不單獨(dú)作為一個(gè)污染源,必須對(duì)其進(jìn)一步細(xì)分,才能得出最終結(jié)論。
張仁健的研究中,4%僅是指機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣直接排放大氣中的粒值,缺乏對(duì)貢獻(xiàn)率最高的二次無(wú)機(jī)氣溶膠進(jìn)一步細(xì)分,因而造成結(jié)論的巨大差異。
二次無(wú)機(jī)氣溶膠,是一次排放的污染物在大氣中發(fā)生化學(xué)變化后,形成的二次污染無(wú)機(jī)顆粒物,主要包括硫酸鹽、硝酸鹽及銨鹽等??茖W(xué)界已有結(jié)論為,機(jī)動(dòng)車(chē)排放占據(jù)了二次無(wú)機(jī)氣溶膠構(gòu)成的一半以上。
“上述科研結(jié)論的主要問(wèn)題,是把一個(gè)主要污染源變成了可以忽略的比率,也大大超出國(guó)內(nèi)眾多科研組得出的數(shù)據(jù)變化范圍,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)性?!鼻f國(guó)順說(shuō)。
莊國(guó)順及中科院大氣物理所研究員王躍思的課題組,曾對(duì)北京PM2.5源解析時(shí),得出的機(jī)動(dòng)車(chē)貢獻(xiàn)率通常在20%-30%范圍內(nèi),最高時(shí)約占50%。
被詬病的結(jié)論“硬傷”還有,機(jī)動(dòng)車(chē)排放貢獻(xiàn)通常有三類(lèi)因子:氮氧化物(在大氣中形成了硝酸鹽)、不完全燃燒產(chǎn)生的黑炭,以及有機(jī)烴類(lèi)。而此項(xiàng)研究將“包括金屬元素在內(nèi)的多個(gè)因子在分類(lèi)時(shí)互相搞混了,一些本屬于工業(yè)排放的因子變成了機(jī)動(dòng)車(chē)貢獻(xiàn),而機(jī)動(dòng)車(chē)排放貢獻(xiàn)的三類(lèi)因子還沒(méi)有全部囊括,并且,僅分析了汽車(chē)排放的硝酸根因子,對(duì)于其他的重要因子并沒(méi)有考慮在內(nèi)就得出了貢獻(xiàn)率的結(jié)論”。莊國(guó)順說(shuō)。
另外,初步的研究結(jié)論還應(yīng)與源清單等多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),如果互相吻合,才可認(rèn)定結(jié)論的科學(xué)性并對(duì)外公布。北京目前有500多萬(wàn)輛汽車(chē),每年消耗的汽油、柴油分別約為400萬(wàn)噸、200萬(wàn)噸,油品燃燒后低空排放。方力稱(chēng),從這些源清單數(shù)據(jù)上,可明顯判斷機(jī)動(dòng)車(chē)不可能只有4%貢獻(xiàn)率。
就上述質(zhì)疑內(nèi)容,《財(cái)經(jīng)》記者聯(lián)系到張仁健,他表示對(duì)此事不做回應(yīng)。
PM2.5源解析還有很長(zhǎng)的路要走,在科研尚不確定時(shí),關(guān)于霧霾的雜音借機(jī)滋生。網(wǎng)上流傳的“馬可安”撰寫(xiě)的兩篇文章,就被核安全、大氣科學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家們稱(chēng)為無(wú)稽之談,所述原理有悖于科學(xué)常識(shí),也缺乏科研及數(shù)據(jù)支持。
該文稱(chēng),終日不散的霧霾,可能含有放射性鈾粉塵,華北的PM2.5的組成成分中,與內(nèi)蒙古伴有鈾類(lèi)放射性元素的煤炭利用有關(guān),也涉及內(nèi)蒙古大營(yíng)地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的大型鈾礦。
對(duì)此,多位專(zhuān)家均表示,煤炭中伴有放射性物質(zhì)的現(xiàn)象,在新疆、內(nèi)蒙古等地確實(shí)存在。但這些伴有放射性物質(zhì)的煤炭在開(kāi)采利用后,很難進(jìn)入高空長(zhǎng)時(shí)期飄浮,更很難經(jīng)過(guò)大范圍、長(zhǎng)距離的遷徙與擴(kuò)散。從科學(xué)原理上,這些元素?zé)o法與霧霾出現(xiàn)聯(lián)系在一起,即便它們進(jìn)入大氣中,也會(huì)很快沉降到地面。
鈾系中的氡-222就是例證之一。它的原子量比鉛還要大,在正常情況下是氣態(tài),發(fā)射α粒子。它在空氣中的濃度隨離地面高度的增加,明顯降低,這也正是地面空氣中氡的濃度,室外比室內(nèi)低、室內(nèi)比地下室低,而礦井中最高的原因。
“同樣道理,鈾系中的U-238、錒系中的U-235和釷系中的Tu-232的原子量比氡-222更大,在正常條件下都是固體,它們的細(xì)小顆粒怎么可能長(zhǎng)時(shí)間飄浮在空氣中?”中國(guó)疾控中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所原所長(zhǎng)王作元說(shuō),況且,燃燒過(guò)程是一個(gè)化學(xué)過(guò)程,而不是核反應(yīng)即核裂變過(guò)程,不會(huì)產(chǎn)生新的大量放射性核素,從而造成大范圍放射性污染。
在原文中,作者提出問(wèn)題解決方案為“必須馬上懸崖勒馬,嚴(yán)厲規(guī)范內(nèi)蒙古的煤炭生產(chǎn),保護(hù)鈾礦資源,嚴(yán)格清洗煤炭,不使煤炭攜帶放射性鈾污染環(huán)境”。這種表述引起專(zhuān)家們對(duì)其專(zhuān)業(yè)背景的質(zhì)疑。
“如果是煤鈾共生礦,如何清洗才是‘嚴(yán)格清洗煤炭’?清洗后就能不使鈾污染環(huán)境了嗎?”王作元在查閱全文后認(rèn)為,作者缺乏該領(lǐng)域的基本常識(shí),在推理邏輯上也缺乏嚴(yán)格論證和數(shù)據(jù)支持。
撰文者在接受《財(cái)經(jīng)》記者書(shū)面采訪(fǎng)時(shí)表示,他的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)確實(shí)還需要更多數(shù)據(jù)支持,“馬可安”是其筆名,他自稱(chēng)是一名海外業(yè)余學(xué)者,不愿透露其學(xué)術(shù)背景,僅稱(chēng)“我現(xiàn)在從事的不是科研職業(yè),也并非地質(zhì)專(zhuān)家、環(huán)境科學(xué)家、放射醫(yī)學(xué)專(zhuān)家和物理學(xué)專(zhuān)家”,這兩篇文章是在自己已知的事實(shí)基礎(chǔ)上邏輯推理而成。
他承認(rèn),環(huán)境放射性污染和霧霾是兩個(gè)范疇,“但之所以將其互相聯(lián)系,是因?yàn)閷?zhuān)家們對(duì)持續(xù)霧霾沒(méi)有合理的、令人信服的解釋?zhuān)虼朔派湫晕廴究商峁┮粋€(gè)合理解釋?!绷硗?,霧霾大家看得見(jiàn),比較重視,因此關(guān)聯(lián)后會(huì)引起公眾關(guān)注環(huán)境放射性污染。
實(shí)際上,國(guó)內(nèi)已有《放射性污染源普查監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定》《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》等技術(shù)規(guī)章,各省環(huán)保部門(mén)均設(shè)有輻射環(huán)境監(jiān)督站,大氣領(lǐng)域也在國(guó)內(nèi)設(shè)有多個(gè)氣溶膠化學(xué)觀測(cè)點(diǎn)。
在華北、東北地區(qū),尤其是內(nèi)蒙古等地的監(jiān)測(cè)中,尚未發(fā)現(xiàn)有兩篇網(wǎng)文所提及的放射性元素異常進(jìn)入大氣形成持續(xù)霧霾的情況。
“在大氣的形成機(jī)理上,也可以證實(shí)兩篇文章純屬謠言?!鼻f國(guó)順表示,現(xiàn)有科研已明確解釋了持續(xù)霧霾,只要大氣中滿(mǎn)足了顆粒物濃度,又遇到相對(duì)濕度以及靜穩(wěn)天氣就可以形成。而近幾年之所以霧霾持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),是相比以往大氣中的粒子有所不同,人為性污染的粒子較多,其吸濕性更強(qiáng),在滿(mǎn)足了特定氣象條件下會(huì)迅速膨脹,造成霧霾持續(xù),且不易驅(qū)散。
多位專(zhuān)家認(rèn)為,各污染源的貢獻(xiàn)率究竟是多少,過(guò)分追求數(shù)值的精確性并非必要。
源解析的真正意義在于,為大氣污染防治提供決策參考,科研的重心應(yīng)是找準(zhǔn)污染源的貢獻(xiàn)范圍,確定主要污染源及其特性。
在源解析技術(shù)上,張仁健課題組選擇了正交矩陣因子分解模型法(PMF)。雖然這種方法在國(guó)內(nèi)外被普遍應(yīng)用,但存在著兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn):建立不同地區(qū)排放源化學(xué)成分譜庫(kù)的工作量大,且技術(shù)難度高;有些污染源的化學(xué)成分譜接近,產(chǎn)生共線(xiàn)性問(wèn)題,影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。
“采取PMF得出的解釋會(huì)有很多個(gè),需要科學(xué)家去辨別真?zhèn)?,與其他方法進(jìn)行比對(duì)來(lái)驗(yàn)證結(jié)論?!蓖踯S思表示,這種方法對(duì)樣本數(shù)量有較高要求,如樣本量不夠,得出的結(jié)果偏差會(huì)較大。
科研機(jī)構(gòu)還普遍應(yīng)用源清單法、源模型法(也稱(chēng)擴(kuò)散模式法)等,但這些技術(shù)路徑均有利弊。北京大學(xué)環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任胡敏介紹,源清單法容易操作,但由于源清單的不完整性及排放因子的可適用性,結(jié)論易有較大誤差;源模型法可以直接建立模型,根據(jù)源排放量模擬污染物的擴(kuò)散、遷移及化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程,估算各源的貢獻(xiàn),但缺點(diǎn)在于,一些人為無(wú)組織排放源、天然源和二次細(xì)粒子源的參數(shù)難以確定。
這些技術(shù)方法全部被囊括于2013年8月環(huán)保部頒發(fā)的《大氣顆粒物來(lái)源解析技術(shù)指南(試行)》(下稱(chēng)《指南》),旨在指導(dǎo)各地的大氣源解析研究。國(guó)家環(huán)境保護(hù)城市環(huán)境顆粒物污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任馮銀廠(chǎng)參與了《指南》編制工作,他認(rèn)為,“每個(gè)城市選擇技術(shù)時(shí),要根據(jù)自身情況,最好是幾種方法并用?!?/p>
由于各污染源為動(dòng)態(tài)的,不同時(shí)間的大氣中粒子分布濃度不同,會(huì)造成采樣數(shù)據(jù)的差異,而采樣時(shí)機(jī)、采樣地點(diǎn),以及科學(xué)家的解讀方式也大相徑庭。因而,很難得出精確、不變的污染源貢獻(xiàn)比率。
然而,由于霧霾大范圍侵襲,各個(gè)城市都要解析清楚霧霾源,以此來(lái)制定除霾行動(dòng)。全國(guó)城市的大氣源解析已有時(shí)間表安排。
朱建平稱(chēng),至2014年6月底前,北京、天津、石家莊要完成污染源解析的初步結(jié)果;到2014年底,京津冀、珠三角、長(zhǎng)三角區(qū)域都要完成源解析的初步工作;省會(huì)城市及重點(diǎn)城市也將逐步拿出結(jié)果。
北京最早啟動(dòng),仍難逃貢獻(xiàn)率數(shù)據(jù)“打架”問(wèn)題,其他城市面臨的將是更嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)壓力?!半m然各地源解析有《指南》可遵循,但因?yàn)榧夹g(shù)的復(fù)雜性,地方環(huán)保部門(mén)很難單獨(dú)完成,目前必須委托國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)的力量支持?!瘪T銀廠(chǎng)稱(chēng)。
《指南》頒布后,環(huán)保部已向各地部門(mén)明確要求,將實(shí)現(xiàn)源解析工作的常態(tài)化,并逐步將其納入到環(huán)境管理日常工作中。
然而,科研機(jī)構(gòu)的源解析耗時(shí)較長(zhǎng),通常至少要一年以上才能出結(jié)果,這與國(guó)家確定的常態(tài)化戰(zhàn)略還有差距。
本刊記者凌馨、實(shí)習(xí)生張譽(yù)馨對(duì)此文亦有貢獻(xiàn)