北京擬建世界最大煙霧箱用數據支持污染治理
“由于冷空氣還未能到達,華北、黃淮、陜西關中等地還將持續輕度到中度霾”,“兩會”開幕當日的天氣預報中,一股即將開啟中東部進程的冷空氣被急切地期盼著,它將成為代表云集的北京地區的“強力驅霾劑”。
而在一份份“長期藥方”中,焦灼的灰霾研究學者在將目光投向國外的同時,不得不面對探清自家污染源家底的前提。在城市間流動輸送的大氣污染物,給治理增加了現實的難度,要回答多少年后才能常見藍天,還要看聯防聯治是否徹底。
世界最大煙霧箱
探秘大氣污染的重磅武器———北京懷柔的“煙霧箱”尚未建成,就聚焦眾多關注目光。
香港《南華早報》網站2月27日報道,中國已批準修建一個制造人工霧霾的設施“煙霧箱”,擬議之中的懷柔實驗基地將與世界最大的大氣模擬設施———歐洲光反應實驗室相匹敵。
中國科學院研究員、該項目負責人賀泓在采訪中稱,竣工后這將成為世界上最大的霧霾實驗室。
煙霧箱常用由塑料膜、玻璃、不銹鋼等惰性材料制成的容器來模擬大氣層,在中外科學家的實驗中,它是發展和評價光化學反應機理必不可少的工具。
清華大學環境科學與工程系擁有目前國內較完備煙霧箱,研究人員在回顧煙霧箱30多年發展歷程時介紹,光化學煙霧是在復雜的大氣環境體系里產生的,氣象條件、污染物狀況和化學反應等都起作用,要弄清它的真面目,除了實測大氣中污染物濃度外,還要把化學反應從復雜的氣象條件中分離出來,各種類型的光化學煙霧模擬箱由此誕生。
在可控溫度、相對濕度的條件下,用適當強度的陽光照射一次污染物,就可以模擬大氣中的化學過程。而根據直接利用陽光或用紫外光源模擬陽光的不同方式,可以分為室外煙霧箱和室內煙霧箱,二者各有利弊。
目前世界上最大的煙霧箱實驗系統是EU PH O RE,建于西班牙巴倫西亞室外。
那是兩個半球形的反應器,每個體積200立方米,配有完備的檢測儀器,除了傳統的分析儀器外,還專門設計了長光程微分吸收光譜儀、長光程傅立葉紅外分析儀等。此外還有地面加熱系統,解決了室外煙霧箱無法控制反應溫度的問題。
按照賀泓的描述,中國的煙霧箱將利用600立方米的污染空氣進行實驗,比歐洲光反應實驗室的容量擴大了50%。通過把不同的污染物壓入兩個半球型容器內,研究人員將能夠在日照條件下細致地研究其化學反應,成對的箱體設計將使科學家能夠并排對比實驗結果。
“在北京,關于大氣污染物的來源、污染物的濃度分布的研究不可謂不多,可是大多都分散在監測機構和科研院所。由于共享機制的缺失,數據基礎尚難于滿足決策需求,在舊金山,有完整的近40年的顆粒物監測數據”,長期從事美國政策研究、美國加州灣區政府協會執行理事長梁英振博士在比較北京與舊金山的大氣污染治理時強調,沒有數據支持,就很難提出有扎實的科技支撐的污染控制措施。
追源只能“自理”
“空氣中彌漫著淺藍色的濃霧,走在路上的人們聞到了刺鼻的氣味,很多人把汽車停在路旁擦拭不斷流淚的眼睛……”洛杉磯作家奇普·雅各布筆下1943年7月26日的這個清晨,一次次出現在中國人的報刊中。
2月最后一天,北京剛剛忍受了長達7天的灰霾,中國科學技術協會副主席陳章良再次引用這段“他山之玉”開頭,8位來自國內外的專家討論目前國內出現頻率頗高的問題——— 霧霾治理。
像這樣邀請國外專家或者從事環境保護的工程師來支招并不罕見,從官方論壇到民間沙龍,經歷過長期空氣治理的國外城市都被屢屢提及。
但這次,中國科學院生態環境研究中心研究員賀泓在討論中強調了中國的特殊性,“我國遇到的高度復合大氣污染跟倫敦、洛杉磯都不一樣,那么治理起來難度就不在一個水平上,我們要復雜得多”。
20世紀80年代,中國的大氣污染還只是點源污染,10年后成為城市污染,進入21世紀開始演變為區域性、復合性大氣污染,由煤煙型污染與機動車尾氣污染及其他污染相疊加構成。如今矛頭所向的大氣“敵人”,成分比例難以厘清,形成機制成謎。
“灰霾研究和控制不能直接借鑒國外現有成果,需要根據我國的污染狀況和不同區域的經濟水平制定不同策略”,中科院的“大氣灰霾追因與控制”項目組研究表明,歐美發達國家的大氣污染問題具有明顯的階段性,而我國則屬于混合污染類型,國外治污并未經歷過我國新老問題集中爆發的狀況。
捕捉流動污染
在中國治污歷程中,屢屢被學者研究和民眾懷念的,莫過于北京奧運會、廣州亞運會和上海世博會期間的藍天。昨日,科技部在官方網站公布了一大批大氣污染防治先進技術,尤其是大氣復合污染監測、模擬和決策支持關鍵技術,它們大多曾在三大賽事中立功。
在研究者看來,雖然發達地區城市群已經開始對區域大氣污染聯防聯控進行先試先行,但少數幾個標志性案例均屬于“運動式、風暴式”執法,其間一些經驗并沒有固化下來形成一種長效機制。
在多個省份流竄的大氣污染物輕易就將單打獨斗的城市治污網絡沖垮,國外經驗最值得效仿的是,“下一盤很大的棋”。綠色和平氣候與能源項目主任蔣昕一將美國大氣污染治理中的區域機制視為治污的“殺手锏”。
1970年美國國會成立了環保署不久,就以地理和社會經濟區域為藍本,將全美劃分成了10個大的地理區域,并據此建立了10家區域辦公室分別進行統一管理。例如,位于美國東南部的環保署4區辦公室有15個獨立的單位,負責解決區域大氣質量、許可、模擬、移動污染源、計劃和執法方而的工作。
我國研究人員將國外的管理模式分為縱向機構和橫向機構兩類,縱向機構的管理模式即設定自上而下的機構層級,通過行政手段實現區域合作。而橫向機構的協作模式,即自發行動簽訂減排協議通過利益協商實現區域合作。
自2002-2008年以來,中國陸續成了6大區域督察中心,主要為國家和地方環保提供行政與執法支持。然而,區域空氣質量管理體系所需要的一些關鍵職能如區域規劃、區域監測、排放許可發放和培訓等,尚未指定給各大督察中心。
最近公布的去年持續重灰霾期間的數據則印證著污染物輸送的現實。
中科院和中國環境監測總站的多位科學家合力,對2013年1月我國中東部的持續強灰霾天氣進行模擬研究,發現靜穩天氣京津冀地區仍舊存在顯著的區域輸送,并直接造成京津冀地區PM 2.5濃度的累積,來自區域外的跨城市群輸送對京津冀PM 2.5濃度貢獻為20%-35%,區域內輸送的貢獻為26%-35%,兩者之和與局地污染源貢獻相當。
“當京津冀周邊區域省份污染源不控制,河北、天津和北京的污染物排放需要消減90%,90%和60%以上才能實現京津冀區域PM 2.5達到二級標準”,研究結論指出,京津冀灰霾污染防控不僅需要重視區域內的聯防聯控,同時也需要其他城市群的協同控制。
珠三角建全球第三示范區
走在全國前列的聯防聯治區域是粵港及珠三角區域。環境保護部環境規劃院的學者撰文認為,珠三角對區域空氣質量管理制度進行了創新,初步明確了區域內各行政主體對區域大氣污染負有“共同而又有區別的責任”,在互利互信基礎上實現了協商管理。
“協商管理”是在特定經濟區域內各地方政府之間為了共同防治區域性大氣環境問題、改善環境質量、提高區域層面社會經濟發展綜合實力而進行的一種新型環境管理模式。相對于傳統的“屬地/行政區環境管理”,具有責任共擔、權責對等、協調統籌等特點;相對于依賴設置跨行政區管理機構的區域空氣質量管理模式,有具有制度成本較小、短時期內可操作的優勢,適合現階段我國的國情。
“區域環境協商是現階段適用于我國區域空氣質量管理的最佳模式”,寧淼等研究員的觀點在眾多的“治污藥方”中頗具代表性。
3月3日,科技部社會發展科技司司長馬燕合表示,我國在珠三角建立的大氣污染聯防聯控技術示范區,是繼美國加州和歐洲之后,全球第三個類似的大氣污染聯防聯控技術示范區。
示范區內組建了覆蓋區域的大氣環境質量監測預警網絡,形成了區域空氣質量管理體系等運行機制,可實現對珠三角地區大氣環境質量變化的監測預報及快速反應。
但研究學者也注意到珠三角聯防聯控區域的特殊性:珠江三角洲僅涉及廣東省內的9個地級市,相比與京津冀以及長江三角洲地區,它涉及的行政層次較少,環境政策框架設計制定起來較為容易,尤其是不需要考慮誰對跨省區域空氣質量負責、通過何種方式、建立什么機制來協調和監督區域內省級行政區參與大氣污染控制等問題。
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