快好知 kuaihz

美国国家科学院关于北京雾霾的研究揭示了什么

按这篇论文所说,目前治理雾霾比较可行的方法是:间接控制二次气溶胶的形成,因为一次气溶胶的排放受自然条件影响较大(主要来源是扬尘,沙尘暴,花粉等),比较难控制。而二次气溶胶是由SO2, NOx, VOCx等气体进行光化学反应而产生的,所以可行的方法就是控制这三类气体的排放 (实际上是前两类,因为VOCx大部分来自于植物产生的芳香烃)。

具体的控制方法不在原文的讨论范围内,原文简单地指出了一些气体排放源。比如 SO2主要来源于煤的燃烧,所以政府控制的可能就是电厂,烧煤的企业等。而NOx主要是汽车尾气排放,这可以通过控制交通,发展公交,提高汽油质量,鼓励清洁能源等来实现。

这篇论文还有一个比较有意义值得思考的地方就是,它指出了北京的雾霾有很大一部分程度是与世界其他地方的光化学烟雾相似的。这样一来,政府治理雾霾的思路可以参照外国城市,比如洛杉矶。

正文:

北京雾霾天气具有周期性,受天气条件影响较大 (文中所提到的气候条件包括风速,风向和后向气流轨迹)

实验数据收集从 2013年9月25日至 11月14日之间

Temporal evolutions of PM2.5 mass concentration (A) -A图: PM2.5 浓度随时间变化

number size distribution (B) - B图:直径分布

mean diameter (C) -C图:平均直径

total number concentration (D) -D图:总浓度

北京大气颗粒的化学成分与世界其他地区类似,但是在北京,颗粒凝结核在很长一段时间内能高效迅速成核及持续生长,这与其他地区所观测到的大气颗粒的形成是有显著区别的。

城市交通所产生的气态挥发性有机化合物和氮氧化物,以及区域工业所产生的二氧化硫,是大量二次气溶胶形成的主要原因。相反,气溶胶的一次排放和区域输送影响并不大。

形成颗粒的有机物,硫酸盐和硝酸盐主要来源于挥发性有机化合物,二氧化硫和氮氧化物。

在雾霾污染严重时,实验所测得的这三类化合物浓度非常高。二氧化硫和氮氧化物的最高浓度分别超过了40ppb 和200ppb, 而芳香烃(二甲苯和甲苯)是主要的挥发性有机化合物,二甲苯的最高浓度超过了10 ppb.

考虑到雾霾污染期北京相对停滞的空气,以及气态化合物的大气生命周期,由于光氧化反应的羟基自由基,北京二氧化硫深度有很大一部分来源于南部工业区的区域输送,但是挥发性有机物和氮氧化物完全来自于本地的交通排放。雾霾污染期间,大颗粒的生长总是伴随着日间臭氧浓度的升高,这表明二次气溶胶形成期间光化学作用起了很大作用。

考虑到新颗粒的广泛成核,以及典型城市环境下排放源通常是相似的,本文中所分析的北京的PM2.5成因机制很有可能在中国其他城市也具有代表性。全国范围内的城市环境,巨大的城市群,以及区域性的工业设施,农业活动,和生物性的排放(主要是VOC), 都构成了中国区域性PM2.5污染的重要来源。

从污染治理的角度,控制颗粒的成核不太现实,但是我们可以通过干预气溶胶的生长过程来减少PM2.5的浓度。我们的结果表示, 降低气溶胶前体气体的浓度对治理中国严重的城市和区域性雾霾污染非常重要 (比如,交通运输过程中产生的挥发性有机物和氮氧化物,以及区域工业—电厂和制造业所排放的二氧化硫)。

相反,我们认为靠单一控制一次颗粒物排放不太可能有效地治理雾霾。中国严重的城市和区域性雾霾污染最根源上是由快速增长的经济,快速的城市化进程, 以及巨大的人口数目而引发的,中国政府采取的降低PM2.5及其区域性和全球性影响的政策方法,可能会给中国和世界经济带来重大影响。

本站资源来自互联网,仅供学习,如有侵权,请通知删除,敬请谅解!
搜索建议:美国  美国词条  北京  北京词条  揭示  揭示词条  科学院  科学院词条  国家  国家词条