汽車尾氣的二次源影響更大

　　近日，汽車尾氣對PM2.5的影響到底有多大的話題在網絡熱議。這起因於一份研究報告，汽車尾氣對北京PM2.5的貢獻率不足4%。這與此前許多報道中提及的汽車尾氣為空氣汙染大戶的說法大相徑庭。

　　那麽，汽車尾氣對北京PM2.5的貢獻率不足4%是否準確？尾氣貢獻率到底有多大？昨天下午，中科院召開新聞發布會，多位專家表示這一數字被低估。同時相關成果介紹已從官網上被撤掉。

　　溯源

　　4%與17.1%兩組數據對比發現問題

　　此次引起公眾熱議的機動車尾氣對北京PM2.5的貢獻率不足4%源自於一篇發表於《大氣化學與物理學》雜誌中論文的解析結果。

　　2013年，中科院物理研究所張仁健研究員先後在《氣溶膠空氣質量研究》與《大氣化學與物理學》兩份雜誌中發表了關於北京PM2.5化學組成成分與源解析的文章，卻得出兩組不同的結果。

　　在《氣溶膠空氣質量研究》發表的文章中，張仁健將PM2.5重要來源分為七大類，其中汽車尾氣與垃圾燃燒占17.1%。觀測時間段為2009年4月、7月、10月以及2010年的1月。而在之後發表在《大氣化學與物理學》的文章中，將PM2.5重要來源分為六類，分別是土壤塵、燃煤、生物質燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒、工業汙染和二次無機氣溶膠，這些源的平均貢獻分別為15%、18%、12%、4%、25%和26%，其中汽車尾氣與垃圾燃燒降到了4%。在論文中寫明監測時間為2010年全年。

　　看到“汽車尾氣隻占4%”這則新聞，中國科學院大氣物理研究所研究員王躍思立即產生了質疑。“我之前做過2013年1月的研究，強霧霾時段汽車尾氣的貢獻為47%，即使是同期汙染程度低時，汽車貢獻也要達到30%。針對同一地區，時間段又比較相近，怎麽會得出差異如此之大的兩個結果呢？”在王躍思看來，4%的數值被低估了。4%是指汽車尾氣直接出來的粒子，而不是指汽車引起所有PM2.5的總額。

　　王躍思通過對兩篇論文的原文進行對比考證，發現了問題。他發現論文中指的汽車尾氣，僅僅是汽車直接排放的顆粒，也就是說汽車尾氣對PM2.5的直接貢獻。這一部分的貢獻，無論在王躍思的研究還是以往的文獻報道中，一般都是小於10%的。但是，除了直接影響，汽車尾氣造成的二次源影響往往更大。

　　“他(指張仁健)的稿子裏沒有明確注明4%具體指的是什麽，這很容易對公眾產生誤導。”王躍思告訴記者，汽車尾氣對PM2.5的影響是複雜而動態的，直接排放隻是其中一種，並且比例較小。

　　詳解

　　問題數據源於研究方法與樣本量等原因

　　汽車尾氣除了直接排放一些PM2.5顆粒外，同時還會排放氮氧化物、揮發性有機物等其他物質成分，而這些成分對PM2.5的貢獻值往往更大。王躍思認為，在論文中這部分成分被歸類到了“二次無機氣溶膠”的類目下，並非谈球吧体育官网在线入口人士的公眾自然不會將其與汽車尾氣相聯係。

　　“該論文中將土壤塵分為建設工地的浮塵與街道的再懸浮塵。而實際上，在大多數晴朗的天氣，街道揚塵的主要誘因是街道上行駛的車輛。”王躍思認為，大氣細粒子PM2.5可分為一次源(直接排放)和二次源(二次生成)。一次來源是指汙染源直接向大氣中排放顆粒物；二次來源則是指汙染源排放的氣態汙染物(如NOx、SO2、NH3、VOC等)在大氣中經過複雜的物理化學反應產生的顆粒物，如硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、二次有機氣溶膠。論文中所指的汽車尾氣與垃圾燃燒的4%，加上26%的二次無機氣溶膠的一半，再加上占比15%土壤塵的一半，一共是25%左右。“這才是這個研究顯示的汽車尾氣的真正貢獻，這個數值也和以往研究相比沒有相差那麽多。”

　　論文中測出的PM2.5的濃度在130微克/立方米，時間為2009至2010年。而據北京市環保局發布的最新數據顯示：2013年北京市PM2.5年均濃度為89.5微克/立方米。王躍思認為，雖然時間上有個三四年的時間差，近幾年內北京的空氣質量變化幅度不大。結合以往的研究成果，論文中提及的監測值有明顯的虛高現象。

　　通過對論文中提及的監測方法，王躍思發現采樣膜每次的稱重都必須在恒溫恒濕的條件下進行，這一條件能保證采樣膜吸收的多餘的水分蒸發。容易被忽視的是，采樣膜在采樣過程中吸收的“自由水”會轉化成“化合態水”，而“化合態水”是無法排除的，從而停留在采樣膜中。“采樣監測沒有排除掉采樣膜吸收的多餘化合態水，這一部分重量的計入PM2.5值虛高的根本原因所在。”

　　昨天下午，中科院生態環境研究中心“大氣灰霾追因與控製”專項組首席科學家賀泓也表示，4%這一數字被嚴重低估。記者同時注意到，中國科學院官網上，該研究員關於“北京地區PM2.5化學組成及源解析季節變化研究”的成果介紹已被撤下。

　　分析

　　PM2.5來源有兩大類

　　“大多數人都把PM2.5等同於霾汙染，這是不準確的，實際上PM2.5累積到一定程度才能形成霾，並且這一過程不僅僅是簡單的堆積。”王躍思將PM2.5的來源分為兩類：直接來源與間接來源。直接來源指的是被直接排放出來的PM2.5。而由氣態汙染物轉化生成的PM2.5是PM2.5的間接來源，也稱二次源，其中汽車尾氣中的氮氧化物和揮發性有機物即屬此類。

　　汽車尾氣中的PM2.5形成霾主要有兩個關鍵的過程，吸濕增長與化學增長。“吸濕增長”就是汽車排放的不可見的超細粒子吸水後變“胖”到可見的PM2.5，“化學增長”是汽車排放的汙染氣體(主要為氮氧化物和揮發性有機物)轉化成了可見的PM2.5。

　　“機動車，尤其是汽車直接排放的PM2.5多占比重的確不高，一般小於10%；但是在靜穩天氣下，汽車排放出的肉眼看不到的超細粒子與汙染氣體會迅速發生化學反應或吸濕增長變成PM2.5，從而轉變成看得見的霾。”

　　王躍思的課題組曾於2009年至2011年對京津冀區域PM2.5化學成分分析進行了兩年平均狀況的研究，同樣采用PMF方法的源解析結果表明，汽車及相關產業來源的貢獻從10%到50%不等，平均約占30%。王躍思在研究中發現，北京大氣中的PM2.5在霾汙染發生時二次源所占的比例往往高達70%，而機動車對二次源的貢獻最高可占50%。王躍思及其課題組在對2013年1月做的研究結果為例，1月11日至21日，強霧霾汙染階段汽車尾氣對PM2.5的貢獻為47%。

　　觀點

　　霧霾越重尾氣貢獻越高

　　“有一個普遍的問題是，我們現在通常給出的是PM2.5的年均值，這種平均結果會掩蓋重汙染時段的真實情況。”王躍思說，不同的天氣情況，不同的季節，汽車尾氣對PM2.5的貢獻均會發生變化。

　　王躍思課題組2009年至2011年對京津冀區域PM2.5化學成分分析進行了兩年平均狀況的研究，發現二次水溶性離子(硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽)占30%至40%，碳質氣溶膠占30%至40%，金屬元素氧化物占10%左右。源解析結果表明，汽車及相關產業來源約占30%(10%至50%)；鋼鐵、化工和電子等工業過程產生35%(20%至50%)；居民取暖、餐飲和農牧業過程占10%(5%至20%)。

　　王躍思表示，由此來看，解析結果浮動很大。也表現出在沒有汙染—輕度汙染—重度汙染天氣下的PM2.5組成和來源差別很大。在北京，霾汙染越嚴重，汽車對大氣PM2.5的貢獻越大。

　　以2013年1月的研究結果為例，1月11日至21日，強霾汙染時段的汽車尾氣對PM2.5的貢獻率為47%，而在同期汙染程度很低的時段，汽車對PM2.5的貢獻率為30%；在2月28日下午的強沙塵暴時段，汽車對大氣汙染的貢獻率微乎其微。“不同天氣狀況，汽車的貢獻比例也有所變化。” 根據該研究顯示，機動車、二次硫酸鹽、燃煤、揚塵、工業汙染等主要汙染源，在正常天所占的比例分別為30%、8%、38%、14%、8%；而在霧霾天，機動車與二次硫酸鹽上升為47%、20%，燃煤、揚塵、工業汙染分別降低至11%、8%、7%。

　　王躍思一再強調PM2.5監測的動態性。他指出，通常對霧霾汙染的理解是PM2.5量的增加，但是實際上，在霧霾汙染的狀態下，PM2.5的組成成分也會有相應改變。“個別事例和全年平均甚至季平均的源解析結果，對北京市民關心的霾汙染解讀非常有限。源解析的動態解析也非常必要，隨著對PM2.5來源及成分比例的了解，我們逐漸發現對源動態解析的重要性，需要大家的共同努力。”