源解析結論顯示,工業生產、機動車、燃煤和揚塵是我市PM2 .5(粒徑小於2.5微米的所有顆粒物的總質量濃度)和PM10(粒徑小於10微米的所有顆粒物的總質量濃度)的***同來源,即武漢霧霾的四大元兇。其中,PM2 .5最主要的來源是工業生產,占比接近三分之壹;PM10最主要的來源是揚塵,占比四分之壹。
全國環境專家研究近3年
所謂源解析,就是分析PM2.5和PM10的組成成分,進而摸清這些成分的排放源。形象地說,是給霧霾列壹份賬單,以便有的放矢地采取防治措施。
事實上,環保部門對我市幾個主要汙染源已經有了基本的判斷,為何還要做源解析?武漢市環境監測中心主任梁勝文介紹,以往我市對汙染源的研究是單個和相對孤立的,然而當前在制定大氣汙染防治規劃時更加強調“精準治霾”的理念,因此,不僅需要根據汙染源的特征做更細的劃分,還應對各種汙染源所占的比例進行定量分析。以揚塵為例,就分為土壤風沙塵、道路揚塵、建築施工揚塵,它們所需要的防治措施完全不同。
2013年,《武漢市大氣汙染成因和控制對策研究》項目被市科技局列入武漢市重大科技專項。承擔這項課題的研究團隊堪稱全國環境學科的智囊:國內最知名的環境專家、北京大學邵敏教授和中科院大氣所王自發研究員的團隊在研究中擔當技術主力,其中PM10源解析工作得到南開大學馮銀廠教授研究團隊的支持,同時還聚集了武漢大學、中國地質大學(武漢)、中科院測地所、華中科技大學等多所著名高校的科研力量。
1311套樣品覆蓋四季
從2013年9月正式啟動,到2015年底完成初步結論,研究過程歷時壹年多。加上前期的準備工作和後續的成果論證,整個源解析課題耗時接近三年。
為何需要這麽久?梁勝文介紹,為了完成源解析模型的計算,需要海量的大氣顆粒物樣本,僅僅靠現有的設備自動采樣,得出的數據還遠遠不夠。因此,研究人員開展了堪稱史無前例的人工采樣和分析工作:為了均衡覆蓋壹年四季,采樣工作必須每隔5天進行壹次,風雨無阻;對於點位也有嚴苛的要求,不僅要將能代表武漢市區域特點的點位全部集納進來,對於市內排汙口也要進行采樣分析。從2014年2月至2015年9月,采樣持續了1年7個月時間,***計獲得樣品1311套。壹個樣品從采樣到完成解析,需要壹周左右時間,要對1300多個樣本進行分析,工作量之龐雜可想而知。
此外,由於采樣集中在兩個年份中,因此,僅僅將采樣數據進行模型處理,得出的結論很有可能是片面的。研究人員還綜合了往年的歷史數據,並結合武漢市能源結構、氣象因素、地形地貌等經濟社會發展特征,作出全方位的分析。梁勝文介紹,六位評審專家在聽取了武漢市的成果匯報後,給予了很高的評價,認為和同期其他省會城市相比,武漢市的采樣範圍更廣泛、研究數據更加詳實,結論也更可靠。
PM2.5中“二手貨”比重高
源解析結果顯示,PM2.5第壹大來源是工業生產,包括工業鍋爐及窯爐、生產工藝過程等排放的壹次顆粒物和二次生成的顆粒物,占比32%;其次是機動車尾氣排放,占比27%;再次是燃煤,包括燃煤企業、燃煤電廠、居民散燒等,占比20%;排在第四位的是揚塵,包括裸露表面、建築施工、道路揚塵、 土壤風沙等,占比9%;其他諸如生物質燃燒、生活源、農業源等占比12%。
這壹結論是如何得出的?梁勝文介紹,PM2.5的采樣選取了5個具有代表性的監測點位,分別為黃陂區站(新城區上風點)、青山區站(中心城區工業區點)、灰霾站(中心城區居民居住點)、吳家山站(中心城區與新城區結合點)以及沈湖賓館(理論上不受汙染的遠郊對照點),從2014年2月至2015年9月,***采集到了564套顆粒物樣品。
在對這些顆粒物樣品進行分析後,研究人員發現,單個顆粒物主要是由煙塵集合體、飛灰顆粒和礦物顆粒組成,它們有自身突出的形態特征,根據這些特征,便可以判斷出排放來源。值得壹提的是,PM2.5的組成成分中,硫酸鹽與硝酸鹽所占比例之和超過了壹半,盡管它們大多不是工廠直接排放的顆粒物,卻是工業廢氣在空氣中經過二次反應生成的,因此,將工業排放作為第壹汙染源,並沒有“冤枉”它。礦物顆粒、煙塵等有機物在PM2.5的成分中占到壹半以上,這和我們日常的認識吻合,即PM2.5主要是二次反應生成。因此,在重視壹次排放的顆粒物同時,也要加強對廢氣尤其是揮發性有機物的控制。
解析結果還顯示,各類汙染源對PM2.5的影響,在不同的季節情況也不盡相同。其中,春季煙塵占比最高,汽車尾氣負主要責任;夏秋季節硫酸鹽占比較高,冬季硝酸鹽占比較高,都是由於工業排放造成的。
PM10壹半以上是“本地產”
源解析結果顯示,PM10的主要來源為揚塵25%、燃煤22%、工業生產 21%、機動車19%、其他13%。可以看到,雖然貢獻值不同,但四個主要汙染來源與PM2.5是壹致的。
梁勝文介紹,PM10的采樣從2014年10月至2015年9月,歷時整整12個月,***采集到了654套樣品。采樣點覆蓋了武漢市9個空氣自動監測國控點位,分別為東湖梨園、漢陽月湖、漢口花橋、武昌紫陽、青山鋼花、沌口新區、漢口江灘、東湖高新、吳家山。這9個點位本身有大量的連續監測數據可供研究使用,為模型分析奠定了基礎。
在壹年四季的趨勢變化裏,春夏兩季PM10中元素(原始顆粒)含量較高,研究人員推測,可能是受到沙塵影響;秋季有機物含量顯著增加,可能與稭稈焚燒影響有關。總體而言,PM10由於顆粒物較重,壹半以上來源於本地汙染;並且二次生成的含量低於PM2.5,直接排放的比重較高。因此,要降低PM10濃度,主要應當對本地汙染源的壹次排放加強控制。