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消灭PM2.5,没门

已有 3565 次阅读 2013-11-2 11:14 |个人分类:能源、大气环境与气候变化|系统分类:观点评述| 大气环流

消除pm2.5,没门。大雾天气是大气环流冷暖空气交汇的结果。而事实已经证明,只要空气湿度增大,PM2.5的观测值立即爆表,但二氧化硫、氮氧化物的本底浓度并没有太大的变化,这似乎已经暗示了水汽含量已经干扰了PM2.5的观测。

蒋大和先生说“应当问问老人们,以前的雾是否有这样浓烈和多次。因为容易和自然过程混淆。现在似乎没有人做PM2.5的粒子数密度监测,只测质量浓度。有一个可能是因为人类的活动,提供了比较以前更多的“凝结核”。~~~因此雾会更稠密些。早时见过环科院研究员做过那种测量的,当时是做峨眉山酸雨研究,云顶的气溶胶数量密度。”

但是秋冬、冬春之交冷空气活动频繁,本来就多雨雾,即张学文先生所说的“雾季”。因此,在气象统计数据上,未必有雾天频率增加的趋势。就像前些年被广为宣传的“沙尘暴越来越频繁”实际上在气象数据上并不存在。

在干燥有风的时候,北京PM2.5的本底值大约是20~50。燃煤释放的二氧化硫和氮氧化物主要是增加了高空大气中的气溶胶(火山喷发的二氧化硫也是大气气溶胶的主要来源,对温室效应起到了抑制作用),而尘霾却主要是近地层空气的物理现象。

况且随着大气环流,高空大气中的气溶胶可能长风几万里,被吹到东洋扶桑或者爪哇国去了。二氧化硫和氮氧化物的主要环境影响是酸雨。中国大多数电厂和焦炉建成于近10年,其热效率和脱硫除尘水平已经达到较高水平。近年来,从自然生态系统的反馈看,我国酸雨危害并没有加剧发展,似乎可以说明硫、氮的排放与煤炭消费逐渐脱节。而且,硫、氮也都是生命必需的营养元素,特别是大气中氮的沉降,被认为是土壤中氮肥的重要来源。同时,尘霾天气中空气中往往有刺激性气味,而硫酸盐和硝酸盐的气溶胶是无味的,刺激性气味可能来源于挥发性有机物。实际上,由于交通拥堵,雾天机动车的尾气排放会飙升,而电厂和燃煤工厂的氮、硫排放却不见得比平时多多少。

PM2.5问题一开始就带有了浓厚的泛政治化意味。一方面制造了国民对政府的不信任,另一方面也创造了观测设备、空气净化器等广阔的商机,特别是对那些苟延残喘的日系家电厂商,这无疑又是一根救命稻草。美国的卫星只能反演平流层上层的情况,让他们穿云破雾搞清楚中国华北近地表的空气成分显然是不现实的。

从技术的角度,PM2.5其实是一些搞不清楚是什么,甚至可能永远也测不准的东西。就像COD一样,PM2.5只是总量指标,只反映了细粒子的总量,但无法反映细粒子的组成与成分,也无法反映其生物学毒性。科学网网友bobearth说:“这个需要看什么情况,PM的质量浓度只是一个指导值,更多需要和气溶胶的化学成分和粒径等相关,我们国家PM高很多和矿物气溶胶有关,(生物学毒性)没有那么严重。”因此,PM2.5不可能作为衡量空气质量的绝对指标,甚至根本无法反映空气质量。硅酸盐颗粒、二氧化硫和氮氧化物气溶胶的生物学毒性和汽车尾气中有机挥发物等本质上是不同的。

PM2.5实时监测大致有三类。第一类以“石英微量震荡天平法”为基本原理,优点是PM2.5的质量变化与石英微量天平震荡的震荡频率变化之间有明确的定量关系,缺点是无法解决样品中挥发性和半挥发性物质的损失,导致测定结果被认为偏低;第二类是以“β射线法”为基本原理,居于两个假设,其一是仪器的石英采样滤膜条带均一,保证“零点”不变,其二是采集下来的PM2.5粒子均一,对β射线的衰减强度一致,而上述两个假设往往是不成立的,因此测定数据往往被认为“偏高”;第三类是以PM2.5粒子光散射为基本原理,是靠粒子对光的散射先测定出来粒子的数量和体积,最后折合成质量浓度,但粒子的密度是变化的,因此,所得数据被认为不准确。

在实际监测中,这三种数据各不相同。事实上,它们在学界都存在很大争议,在湿度过高或污染物浓度过大的情况下,三种方法所测定的数据差别更大,根本无法比对。

监测PM2.5日均浓度则准确得多,技术上也简单得多:在实际环境条件下,利用大流量或是中流量滤膜采样器采集(3个)PM2.5样品,经恒温恒湿后称重(平均)即可获得每天一个PM2.5的平均质量浓度,这也是美国环境保护署认可的方法。具有争议的实时观测数据,则可以作为一种参考。

 

 



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