12月20日上午11點(diǎn)04分，京開(kāi)高速天宮院段，電子屏顯示“紅色預(yù)警國(guó)Ⅰ國(guó)Ⅱ機(jī)動(dòng)車禁行”。新京報(bào)記者 尹亞飛 攝
近日，清華學(xué)者聯(lián)合發(fā)表的一份關(guān)于霧霾的最新研究成果引發(fā)關(guān)注。研究稱，12月中下旬的重污染期間，二氧化氮大大加速了硫酸鹽的生成，而硫酸鹽恰是重污染形成的主要驅(qū)動(dòng)物種。昨日，該文通訊作者之一、中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)賀克斌詳解該成果時(shí)表示，把氮氧化物減排提到更優(yōu)先位置，可以有效抑制硫酸鹽的形成，重污染天氣的形成也會(huì)因此“減速”。
硫酸鹽在PM2.5中占比最高
12月21日，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士生鄭光潔、賀克斌院士等學(xué)者在《科學(xué)進(jìn)展》聯(lián)合發(fā)表研究文章，首次揭示了重霾污染期間顆粒物中硫酸鹽迅速生成的化學(xué)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)華北地區(qū)，高濃度的二氧化氮環(huán)境，使二氧化硫迅速轉(zhuǎn)化為二次污染物硫酸鹽。而這正是華北地區(qū)硫酸鹽形成的主要路徑。
針對(duì)重霾時(shí)段的已有研究表明，硫酸鹽是重污染形成的主要驅(qū)動(dòng)物種。重污染天氣下濃度上漲比較快的有四種物質(zhì)，分別是硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽和有機(jī)物。鄭光潔、賀克斌等學(xué)者分析發(fā)現(xiàn)，在絕對(duì)貢獻(xiàn)上，12月下旬的重污染期間，硫酸鹽在PM2.5中的質(zhì)量占比可達(dá)約20%，是占比最高的單體。
氮氧化物加速硫酸鹽形成
研究結(jié)果還顯示，重污染期間硫酸鹽的迅速生成，主要由二氧化硫和二氧化氮這兩種氣態(tài)前體物溶于顆粒物結(jié)合水后，在我國(guó)北方地區(qū)特有的偏中性環(huán)境下迅速反應(yīng)生成的。
賀克斌表示，此次發(fā)現(xiàn)的核心意義在于，氮氧化物不僅僅是形成硝酸鹽的前體物，也是硫酸鹽的助推氧化物。“這雖然不是一個(gè)新的化學(xué)反應(yīng)，但是以前曾被忽略。”
“會(huì)對(duì)應(yīng)急決策和長(zhǎng)期控制減排產(chǎn)生影響，讓更加有效合理地把氮氧化物的減排、二氧化硫的減排協(xié)同進(jìn)行的理論依據(jù)更扎實(shí)。”
根據(jù)研究結(jié)果，賀克斌指出，如果能把氮氧化物減排提到更優(yōu)先的位置，可以更加有效地抑制硫酸鹽的形成，重污染天氣的形成也會(huì)“減速”。
重視氮氧化物有利精準(zhǔn)治霾
“氮氧化物的主要來(lái)源在于燃煤，包括燃煤電廠、工業(yè)鍋爐和燒散煤，另外還有機(jī)動(dòng)車。”賀克斌說(shuō)。
賀克斌認(rèn)為，根據(jù)這個(gè)新發(fā)現(xiàn)，特別在針對(duì)重污染制定應(yīng)急方案的時(shí)候，刻意把氮氧化物壓得低些，可能效果會(huì)更好。在多污染物協(xié)同控制的情況下，對(duì)精準(zhǔn)治霾的程度也會(huì)有助推作用。
■ 追問(wèn)
12月中下旬污染為何迅速加重？
氮氧化物濃度明顯偏高
“核心內(nèi)因是排放，重要外因是氣象。”賀克斌表示，要分不同情況分析。當(dāng)一次重污染來(lái)時(shí)，如果沒(méi)有正好趕上開(kāi)始供暖等大幅度增加排放的影響，其主要原因可以理解為不利氣象條件，這是就某一個(gè)過(guò)程或幾天來(lái)看。而從長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看，1990年的排放到現(xiàn)在已經(jīng)翻了幾番，在多種污染物排放量都逐年上升的情況下，成霾的氣象門(mén)檻逐年降低，即目前排放水平下氣象條件稍微差點(diǎn)就會(huì)形成霧霾。因此，排放才是核心內(nèi)因。
目前我國(guó)各類污染物都是千萬(wàn)噸級(jí)的排放量，并且主要集中在東部偏北，尤其是京津冀，這里煤耗和排放強(qiáng)度最高，解決問(wèn)題的根源還是要把排放降下來(lái)。
12月中下旬這輪重污染過(guò)程從16日開(kāi)始，最初一天半還有藍(lán)天白云，隨后污染物濃度迅速上升。賀克斌表示，這個(gè)過(guò)程中清華園的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示，空氣中二氧化硫的濃度還偏低，二氧化氮的濃度明顯偏高，硫酸鹽居高不下，最后兩天PM2.5出現(xiàn)“爆表”，這在一定程度上印證了這次研究結(jié)果。
氮氧化物減排是否滯后？
“十二五”才納入系統(tǒng)控制
記者梳理發(fā)現(xiàn)，“十一五”規(guī)劃提出二氧化硫和化學(xué)需氧量?jī)身?xiàng)約束性減排指標(biāo)，“十二五”規(guī)劃才增加氮氧化物和氨氮的減排指標(biāo)。為何不在“十一五”就對(duì)氮氧化物排放實(shí)施系統(tǒng)控制？
賀克斌介紹，“十一五”時(shí)期，清華專家建議把硫和氮同時(shí)進(jìn)行總量控制，但最后只決定對(duì)硫進(jìn)行控制。“相對(duì)于二氧化硫技術(shù)，氮氧化物控制技術(shù)積累時(shí)間相對(duì)短，所以當(dāng)時(shí)有點(diǎn)猶豫。”
賀克斌說(shuō)，在這樣的情況下，二氧化硫在“十一五”期間下降百分之十幾，但氮氧化物上升了百分之三十幾。這個(gè)漲幅需要通過(guò)兩個(gè)五年計(jì)劃才能拉回。不過(guò)，從2012年開(kāi)始，氮氧化物開(kāi)始往下降，2013年因大氣十條實(shí)施，減排逐漸與總量計(jì)劃脫鉤，目前正加速往下壓。
賀克斌表示，目前電廠已要求做到超低排放，再往后潛力比較小，要加大散煤治理，通過(guò)進(jìn)行煤改電等措施，把煤炭利用形式往電集中。同時(shí)，對(duì)于未來(lái)非電的氮氧化物減排建議也走超低排放技術(shù)路線。目前，非電領(lǐng)域減排難度較大，仍需技術(shù)突破，化工、水泥和鋼鐵不同行業(yè)都在由專項(xiàng)支持進(jìn)行攻關(guān)。
■ 焦點(diǎn)
北京減排重點(diǎn)在機(jī)動(dòng)車
就北京而言，賀克斌表示，氮氧化物來(lái)源主要是燃煤和機(jī)動(dòng)車，高排放老舊車、柴油大貨車和散煤燃燒是現(xiàn)階段氮氧化物減排的重點(diǎn)。目前，北京對(duì)霧霾的治理包括燃煤、工業(yè)企業(yè)，機(jī)動(dòng)車、揚(yáng)塵四大方向。賀克斌認(rèn)為，機(jī)動(dòng)車是這四大方向中的治理重點(diǎn)。
他建議，一是北京應(yīng)該考慮加大對(duì)國(guó)Ⅰ、國(guó)Ⅱ的限制。目前剛基本完成淘汰黃標(biāo)車，下一步要讓高排放的老舊車退出北京。二是重型卡車的氮氧化物減排。
此外，賀克斌還認(rèn)為，控制散煤燃燒也是需要重視的一環(huán)。他說(shuō)，北京轄區(qū)內(nèi)還有大量散煤，現(xiàn)在采用電代煤，之前用電緊張，散煤用戶也用不起電，目前政府在努力解決，已經(jīng)開(kāi)始起到了一些作用。
■ 觀點(diǎn)
研究或夸大二氧化氮催化作用
對(duì)于該研究結(jié)果，國(guó)家城市環(huán)境污染控制技術(shù)研究中心研究員彭應(yīng)登認(rèn)為，國(guó)外幾十年前就有科研成果指出二氧化硫在高濕條件下的非均相氧化與成鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程中，僅靠氨的催化作用已極其強(qiáng)烈，二氧化硫和氨的反應(yīng)被形容為“吸血鬼式”的劇烈反應(yīng)。所以，在二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽或亞硫酸鹽的過(guò)程中，二氧化氮的協(xié)同催化作用并不是最關(guān)鍵的因素。
彭應(yīng)登認(rèn)為，夸大二氧化氮的作用并將其上升為污染治理思路調(diào)整依據(jù)，是有待商榷的。
此外，彭應(yīng)登介紹，在北京，二氧化硫不是首要污染物，特別是在重污染時(shí)并不是太高。針對(duì)該研究報(bào)告，北京市還沒(méi)有調(diào)整目前減排措施的必要。
資料顯示，2015年北京SO2（二氧化硫）的年排放量?jī)H4.9萬(wàn)噸，而同年天津的排放量是25.2萬(wàn)噸，河北省是152.2萬(wàn)噸。
“對(duì)河北、河南、山西等大部分地區(qū)，報(bào)告提示的霧霾成因結(jié)論有一定價(jià)值。”彭應(yīng)登表示，這些地區(qū)空氣中的二氧化硫濃度還很高，排放量基數(shù)也比較高，應(yīng)加大力度減少氮氧化物。
據(jù)了解，2015年，北京市氮氧化物（NOx）排放量是16.6萬(wàn)噸，天津市為20.2萬(wàn)噸，河北省達(dá)209.1萬(wàn)噸。“在全國(guó)來(lái)看，北京的氮氧化物屬于低排放水平，甚至低于溫州”，彭應(yīng)登說(shuō)，河北省的氮氧化物排放量是北京的12倍以上。（新京報(bào)記者 王碩）
