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减轻北京空气污染有可能并不太困难

已有 4961 次阅读 2013-10-28 21:32 |系统分类:观点评述| 空气污染

今天北京空气又是严重污染了,实在无法忍受了,只好凭我的常识来说说外行话了。希望能引起大家来讨论。如果有人能提供实测可吸入颗粒的化学成分及其随时间和空间变化的规律就太好了。

 

北京市空气污染的问题目前已得到了上至政府高层领导、下至平民百姓的一致关注和重视,这为解决这一长期困挠民众的问题提供了基础。然而目前大多数的说法是:要解决北京空气污染是一个很难的事情。如果真的是这样难的话,恐怕最后会不了了之。不过要解决北京空气污染的事有可能并不太难。

我认为北京的空气污染主要是道路扬尘,只要把所有的道路扫干净就可从根本上解决问题,所需的一次投入在十亿元以下。想要检验这一观点也不难,只要有实测可吸入颗粒的化学成分及其随时间和空间变化的数据就可做出结论。

 

以下作较详细说明:

关于北京空气污染、以下几个特点大概已有共识:

1)空气污染主要是可吸入颗粒。

2)空气污染是全年性的,各季节都发生;冬季较重,夏季较轻。

3)空气污染大多数是局域性的,远郊区污染较轻,高空污染较轻;例如香山顶上(海拔550)的空气经常会明显好于山脚。

4)空气污染能被持续的大区域的空气流动(主要是西北风)所清除,但在风后三天左右会重新逐渐形成(大家可以自己验证)。

根据以上基本情况可以对造成北京空气污染的主要原因进行初步的推测。空气污染的来源主要可分为排放和扬尘两类。排放包括工业、汽车尾气、炉灶和取暖;扬尘包括沙尘暴、普通刮风扬尘、建筑工地扬尘和道路扬尘。

一般认为、北京多年来对工业转型、工业排放的控制和炉灶、取暖原料的煤转气改造方面的投入力度还是很大的,因此排放污染源主要是汽车尾气。目前大多数公开议论主要也集中在汽车尾气之上,因此限行和绿色交通成为主要的解决方案。假如汽车尾气真的是造成北京空气污染的主要原因,那么为什么同样有很多车辆的纽约和东京的空气要好得多呢?为什么在可吸入颗粒中有大量的矿物质呢?

因此有必要再来看看扬尘。过去沙尘暴曾经被认为是北京空气污染的主要原因,大量资金放在了北面的防风治沙工程。但根据北京空气污染的全年性和局域性的特点、现在人们已经不大讲沙尘暴了。普通刮风扬尘和建筑工地扬尘也不应当是空气污染的主要直接原因。这是因为要形成可以在空气中长期漂浮的可吸入颗粒,颗粒的粒度要足够小,要达到微米级。而一般的土壤的颗粒都较大,即使是细土也被胶质联结成较大的颗粒。因此即使被风刮起来了,也不会长期漂浮在空气中。以沙尘暴为例、春季强劲的西北风将北面裸露在地表面的细土吹到北京上空来,天空因此显黄色。但风暴一旦过去,会有一层细土落下来(有车族一定能注意到,这时车的上表面会有一层细细的黄土),而天空会变得格外的蓝。

这样就剩道路扬尘了。我认为道路扬尘有可能是造成北京空气污染的主要原因。这是因为由于施工、运输、沙尘暴、刮风、道路两边的垃圾、路面和车轮的磨损,在道路上落有不少尘土和颗粒。由于本市降雨量少,这些尘土和颗粒不能被降雨及时冲刷走。通过车辆车轮反复多次的碾压和研磨,这些尘土和颗粒会变得越来越小(搞材料的都知道,普通的球磨机很容易将颗粒磨到2-3微米以下),以致最后小到能在空气中悬浮很长时间,形成本市最主要的污染源。

这种道路扬尘不能靠路面洒水来防止,这是因为洒水只能暂时起到不起尘的作用,而加水后会使车轮研磨尘土的效果更有效,使颗粒更加细化(就像南方的水磨年糕,加水磨后,米粉更容易变细)。等水分蒸发后,道路扬尘会更加严重。这有可能从一个角度来说明为什么在下雪后,北京的空气污染经常会很严重。

道路扬尘是北京空气污染主要原因这一假设与本文一开始提到的北京空气污染的4个特点不矛盾。除了明显符合污染局域性等特点,污染在冬季较重、夏季较轻这一特点也可解释为夏季白天地表温度较高,容易造成局部空气流动从而便于污染空气散发。而冬天地表温度低、空气凝重,不宜污染空气散发。当然冬天取暖增加的排放还是有作用的。人们注意到如果车流量减少时,例如奥运期间或春节期间,北京的空气污染会减少,这经常被解释为由于汽车排放量减少,但实际原因是道路扬尘减少。

以下对道路扬尘量做一个估算。假设北京常见的空气污染范围为直径50-100公里、高1000的圆柱形,其中的可吸入颗粒均匀分布据网上资料、北京的道路面积在2007年底为60多平方公里,这些道路应当主要分布在上述的50公里直径(面积约为2000平方公里)的范围内。假设每平米的道路有10左右的尘土,如果这些尘土通过车轮的研磨可细化成小于2.5微米的颗粒的话,就有可能通过道路扬尘造成在直径50公里范围内PM2.5约为300的空气污染,或者造成直径100公里范围内PM2.5约为100的空气污染。应当承认,在北京的道路上是很容易收集起每平方米10尘土的。

为了引起大家的注意,我在这里再多说几句关于道路扬尘的大实话。其实道路扬尘是大家再熟悉不过的现象。在不太干净的马路旁走路时,如果一辆汽车开过,路人会看到车尾带起一团尘土,并有不少路人自然用手捂住鼻口。这一现象在城乡结合部和农村的道路上更加明显。我国道路是属于公家的产业,搞不好的话会变成没有人管的地方。这样本来是一条提供交通的道路,还会变成一条倒垃圾、泼脏水、积蓄人类活动所产生废物的通道。类似公用通道还有我国临近生产、生活区域的河流、水域甚至大海。

因此道路扬的尘、不是普通的尘土,而是已被人类活动严重污染的垃圾土。在北京一场雨雪过后、大街小巷和人行道上都是一片污泥浊水;城区的几条河流也是黑水滚滚。请设想一下、如果没有这场雨雪,这些污染物本来是要通过道路扬尘而散发到空气中去的。

道路扬尘与车流量有关,尾气排放也与车流量有关,如何区分这两种污染原因?首先尾气排放的主要是碳颗粒和含碳、氮的气体。而道路扬尘主要是碳颗粒和含硅、钙和镁的矿物质。另外尾气排放与道路干净程度无关,而道路扬尘与道路干净程度直接相连。因此如果道路扬尘是主要原因,那末可以预期经常打扫的道路附近(例如长安街)或废弃物来源较少的道路(例如高架路)附近可吸入颗粒物会少得多。这一预期是完全可以用实测数据来检验的。

以上分析说明道路扬尘很有可能是造成北京空气污染的主要原因。虽然要获得最终结论还需更加严格的科学研究,但以上分析应当足可以引起相关部门的重视。假如认真对待的话,要解决道路扬尘并不是太困难的。有人提出过用水来冲洗路面。但是假如冲洗的水量不足的话,这些冲洗下来的尘土会沉积在下水道中并最终堵塞下水系统。而要想不堵塞下水道,用水量太大、无法承担。

根本解决方法是在我市绝大部分道路上使用具有吸尘功能的大型清扫车将路面上尘土收集起来,将道路从原来的制造悬浮污染物的场地变成收集污染物的地方。原有的清洁人员还可保留,但他们的主要工作变为在道路两边收集垃圾和维持卫生次序。

据网上资料、2007年底北京市道路总长度为4千多公里。假设每台清扫车辆负责10公里道路的吸尘打扫,有400台即可满足要求。即使每台要投资100万元,总投资不超过4亿元。如果真能解决空气污染,北京市拿出几十亿都是有可能的。退一步讲、即使将路面的尘土都收集起来还不能解决空气污染,花这笔钱从根本上清洁北京的路面也是值得的。

 



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