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    基础研究让绿色奥运不打折 基金项目解析可吸入颗粒物污染特征

    日期 2007-12-17   来源:科学时报   作者:陈晨  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金的持续资助下,清华大学环境系教授贺克斌带领的课题组对北京市空气中可吸入颗粒物的质量浓度与化学组成长期连续研究(6年周均采样),揭示了可吸入颗粒物成分的构成和对空气质量影响的规律。

      贺克斌课题组发现,大气悬浮颗粒中的PM2.5(粒径小于2.5微米的颗粒)约占可吸入颗粒物(PM10)的2/3。

      而PM2.5对人体健康的危害远比粗颗粒大,而且会导致能见度降低,引起光化学烟雾和区域酸雨。

      其中,在夏季高温、高湿的天气情况下,空气中二氧化硫和氮氧化物可能与其他化合物互相作用形成的硫酸盐和硝酸盐细小颗粒物约占大气悬浮颗粒中PM2.5的1/4以上。“这也得到了中科院和北京大学等兄弟单位研究的证实。”贺克斌说。

      令人关注的可吸入颗粒物

      空气中可自然沉降的颗粒物称降尘,而悬浮在空气中的粒径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物(TSP),其中粒径小于10微米的称可吸入颗粒物(PM10)。

      贺克斌介绍说,可吸入颗粒物因粒小体轻,能在大气中长期飘浮,飘浮范围从几公里到几十公里,可在大气中造成不断蓄积,使污染程度逐渐加重。而且,可吸入颗粒物成分很复杂,并具有较强的吸附能力,是多种污染物的“载体”和“催化剂”,有时能成为多种污染物的集合体。

      据相关资料显示,由于悬浮在空气中,可吸入颗粒物能进入人体的呼吸系统并会累积在呼吸系统中,是导致各种疾病的罪魁祸首。对于老人、儿童和已患心肺病等敏感人群,风险是较大的。

      特别是PM2.5又称为可入肺颗粒,能够进入人体肺泡甚至血液循环系统中去,可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病,降低肺功能等。

      贺克斌指出,在可吸入颗粒物浓度很高时,还会大量吸收可见光,使大气能见度降低,导致雾霾天气出现,影响生产、生活活动和景观。因此,可吸入颗粒物是评价大气质量的重要指标,受到广泛的关注。

      大气中可吸入颗粒物的来源

      可吸入颗粒物来源相当复杂。

      它包括一次污染物,如燃煤、燃油烟尘、工业粉尘、水泥白灰尘等,以及各种土壤尘。此外还包括二次污染物,如二氧化硫转化硫酸盐、氮氧化物转化硝酸盐、二次有机粒子等,它们的化学和物理组成依地点、气候、一年中的季节不同而变化很大。

      贺克斌特别指出许多可吸入颗粒物的来源应该受到进一步重视,例如加油站的挥发,建筑喷涂、粉刷和室内装修作业的使用的工业溶剂挥发,餐饮业油烟排放等挥发性有机物(VOC)在适宜的条件下都可能促成有机气溶胶,成为可吸入颗粒物的重要来源。贺克斌强调说。

      贺克斌特别指出,许多可吸入颗粒物的来源应该受到进一步重视,例如加油站的油料挥发,建筑喷涂、粉刷和室内装修作业中使用的工业溶剂挥发,餐饮产生的油烟等。这些挥发性有机溶物(VOC)在适宜的条件下都可能促成有机气溶胶,成为可吸入颗粒物的重要来源。

      值得注意的是,城市绿化的树种选择不当也可能增加空气中的可吸入颗粒物。

      贺克斌指出,在传统观念里,绿色植物可以通过吸附粉尘和进行光合作用产生负氧离子等方式改善空气质量。但最新研究发现,植物也会向空气中释放VOC从而影响空气质量。

      目前,这已成为国际上的热点研究问题。在国内,中科院广州地化所等研究机构也正在对这个领域进行相关研究。

      “另外,由于空气是流动的,可吸入颗粒物会在大气中长期飘浮,并随着空气流动在大范围内扩散和迁移。因此,北京周围区域(山西、天津、河北、内蒙古)的可吸入颗粒物污染也可能成为北京可吸入颗粒物的来源。”贺克斌说。

      奥运空气质量保障的重中之重

      在为2008年北京奥运会所作的各项准备中,空气质量保障是非常重要的一项。

      2001年7月13日,北京对世界作出了大胆承诺——到2008年,北京市区空气质量将达到国家标准和世卫组织的指导值。

      自1998年起,北京就展开了声势浩大的“蓝天治理工程”,空气质量确实有了改善。全市空气质量二级和好于二级的天数,1998年是100天,2006年已达到241天。其中大气中的二氧化硫、二氧化氮的年均浓度值,已突破性地达到国家标准。但是,至今北京的空气状况距离“绿色奥运”的要求仍然存在差距。改善北京空气质量的任务依然很艰巨。

      根据资料分析,北京将能确保二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳达到奥运承诺要求,但可吸入颗粒物和臭氧达标还存在困难。而在北京市超标天数中,可吸入颗粒物占首要污染物的96%。

      联合国环境规划署曾经针对北京奥运会发表了一份总体乐观的独立环境评估报告,但该署在报告中对奥运会举行期间,可吸入颗粒物造成能见度下降,同时还易进入运动员呼吸道并影响竞技的问题表示关注。

      这将北京环境问题推向风口浪尖,亦使可吸入颗粒物污染治理问题成了保障北京奥运期间空气质量首要面对并必须解决的难题。

      贺克斌课题组的研究为可吸入颗粒物污染的问题提供了新的思路,包括:有效控制一次污染物和二氧化硫、氮氧化物等可吸入颗粒物前体物的排放;选择美观、节水、低排的绿化树种等都可以有效减少可吸入颗粒物对空气质量的影响。事实上,我国政府已经采取一系列措施为奥运会的空气质量保障积累经验。

      今年8月17日至20日,北京启动了一次全民大演练——配合空气质量测试,市区实施“机动车单双号限行”,目的在于检测机动车尾气对于空气质量的影响,以及限行措施能在多大程度上改善空气质量。

      贺克斌认为,排除其他因素的影响,限行效果反映在两个方面:一是与机动车有关的各项污染物包括可吸入颗粒物都明显下降,二是污染物排放浓度积累速度放缓。

      另外,由国家环保总局和北京市牵头,组织山西、天津、河北、内蒙古和山东五省市区成立了奥运会空气质量保障协调组,共同参加制定“奥运空气保障措施”,为防止区域性的可吸入颗粒物污染打下了坚实基础。

      作为奥运会空气质量保障的科技支撑力量之一,贺克斌课题组将继续贡献自己的力量。