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大气源解析对治霾有何作用？

——访环境保护部环境监测司副巡视员刘舒生

郭薇

//m.auribault.com 2015-04-27 来源：中国环境报

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　　在4月1日召开的全国环境监测现场会上，环境保护部副部长吴晓青公布了第一阶段9个城市大气颗粒物来源解析工作的初步成果，以及导致9城市大气污染和雾霾的元凶分别是什么。这一消息引起了媒体和公众的高度关注，同时人们希望更多地了解源解析工作是怎样开展的？如何能锁定大气污染和雾霾的元凶？源解析研究成果对治理雾霾，改善大气环境质量将发挥什么作用？带着这些问题，记者采访了环境保护部环境监测司副巡视员刘舒生。

　　中国环境报：源解析工作是从什么时间开始的？第一批9个城市是如何确定的？

　　刘舒生：中国的源解析研究起步于20世纪80年代，早期侧重于对PM10（可吸入颗粒物）的解析，主要由科研单位以课题形式开展，但研究较为零散且方法多样。2000年以来，因为管理的需要，北京、上海、天津、重庆、长春等几个城市的环保系统主动与高校、科研院所（南开大学、清华大学、北京大学、中国环科院等）合作，探索开展了颗粒物组分特征、污染来源等研究工作，积累了一定的经验。2013年3月，根据当时大气污染防治工作形势的需要，吴晓青副部长在全国环境监测工作现场会上明确要求：“各省从今年开始，要把源解析作为大气监测的一项重要技术工作开展起来，这对我们有效科学治理PM2.5（细颗粒物）具有至关重要的作用。”2013年8月，环境保护部出台《环境空气颗粒物解析技术指南》，为开展源解析工作提供了技术支撑。2013年9月，国务院发布《大气污染防治行动计划》，其中明确提出，要加强灰霾、臭氧的形成机理，来源解析，迁移规律和监测预警等研究，为污染治理提供科学支撑。从此，国家层面上真正启动了业务化源解析工作。

　　2014年1月，环境保护部发文明确要求全国所有的直辖市、省会城市（拉萨除外）、地级市共35个重点城市都要开展源解析工作。其中，京津冀、长三角、珠三角是大气污染防治行动计划中的重点区域，人口密度较大，经济比较发达，空气污染相对较重，其中大部分城市颗粒物来源解析工作起步较早，历史上曾经做过TSP（总悬浮颗粒物）、PM10甚至PM2.5的源解析积累了一定的工作经验，所以这3个区域的9个城市就成为源解析的第一批城市，要求于2014年底前提交初步研究成果。

　　中国环境报：源解析具体是怎么做的？它在大气污染防治方面将起到什么作用？

　　刘舒生：大气PM2.5追踪溯源非常复杂。典型的一轮源解析工作实施需要1年多的时间。一般来讲，有以下几个步骤：第一步是系统开展城市能源结构、产业结构、气象因素和地形地貌等经济社会及自然禀赋等方面的分析，考察源解析研究工作条件，在合理设定源解析研究工作目标的基础上制定科学的、可操作的源解析工作实施方案。

　　第二步是开展大气环境颗粒物受体样品采集和分析工作，以搞清楚本地大气颗粒物的组成成分、变化情况等。布点必须具有时空代表性，比如空间上，北京南部和北部的大气污染状况差别就很大，兼顾不同功能区、城市主导风向等因素，北京市共布设了9个大气环境采样点和两个交通环境采样点，以便反映全市的情况。时间上也要有代表性，如北京季节差异大，春夏秋冬都要采样，每季度要采样15天～20天，重污染过程加密采样，观测周期1年。采样采集之后即开展分析，这两项任务工作量极大，比如北京本轮PM2.5源解析工作一年共采集了486组有效样品，分析共获得6万多个数据。经过分析，得到北京市全年PM2.5的组分分析比例图。

　　第三步是要抓住并建立具有本地特点的颗粒物源类成分谱，目的是搞清楚本地大气污染源排放量、主要成分和特征。一般需包括燃煤尘、工业炉窑尘、机动车尾气尘、土壤风沙尘、城市扬尘甚至餐饮业、船舶运输等颗粒物源类。

　　最后一步是用模型反推出各种源的贡献。总体来说，大气颗粒物来源解析技术方法主要包括源清单法、源模型法和受体模型法。在实际解析工作中，通常采用几种方法联用。如京津冀地区等，在建立了动态更新污染源清单的基础上，联合使用源模型和受体模型来解析本地的颗粒物来源。源解析的结果能给出本地的细颗粒物主要源自哪几类污染源（比如源于工业排放、燃煤还是生物质燃烧），说清每类污染源的贡献率或者分担率分别是多少，这样污染治理就可以有的放矢，把治理的主攻方向瞄准最主要污染源类，一个一个地加以解决。

　　中国环境报：听上去非常复杂，能否用简单的实例形容一下大气污染和雾霾的元凶是如何确定的？还有，如何保证源解析的准确性？

　　刘舒生：源解析工作的确非常复杂。简单地说，就像每个人都有自己独特的指纹，每种污染源排放的颗粒物也有自己独特的指纹——我们称之为成分谱。源解析就是搞清楚各类污染源排放颗粒物的特征成分谱，看看环境中有没有具有这种特征成分谱的颗粒物。如果有，我们就说这类污染源对PM2.5有贡献。当然，污染源排放的颗粒物在自然环境中有变化，源解析还要依赖对复杂变化机理的认识，根据对环境中颗粒物成分的客观分析，像刑侦技术人员一样，对条条成分谱线索进行推理、判断、还原，找到污染来源的“真凶”。或者说，像医务人员一样，根据表现出的症状，利用CT、超声、核磁共振等各种先进手段分析、诊断病因，为对症下药提供科学依据。

　　例如，2014年10月京津冀地区的一次重污染过程期间，PM2.5样品中无机元素钾、左旋葡聚糖等标识物质浓度飙升，这些物质正好是生物质燃烧的特征指纹，这表明生物质燃烧是此次重污染的重要来源之一。而当时的浓度测算结果表明，此次重污染过程期间的生物质燃烧排放对PM2.5的贡献占到30%以上。在这期间，环境卫星观测也发现，河北省南部、河南及山东省西北部发现大量秸秆燃烧火点，这也是生物质燃烧引发重污染的直接证据。

　　源解析工作在全国环保系统业务化推进尚属首次，技术基础非常薄弱。为了开好头，在现有技术条件下尽可能保证源解析工作的准确性，环境保护部会同相关部门开展了大量工作。第一，加强顶层设计。按照统筹协调、资源共享等原则，环境保护部、中国工程院、中国科学院建立了联合工作机制，成立领导小组及工作小组，凝聚了一批国内源解析研究领域的权威专家，共同开展技术攻关、深入指导和成果论证，提高源解析结果的权威性。第二，构建了技术方法体系。针对缺乏统一的源解析技术规范和方法标准等问题，组织监测总站等单位编制并印发了《大气颗粒物来源解析监测技术路线》、《大气颗粒物来源解析监测技术指南》等技术文件，为源解析工作提供技术支持。第三，加快培养专业人才。针对环保系统源解析专业人才储备不足的问题，充分发挥联合工作机制中专家团队的作用。2014年举办3期专题培训班，培训学员320余人次，为全国持续开展源解析研究提供人才支持。第四，加强技术指导。为持续跟踪督促各地大气颗粒物来源研究进展，环境保护部先后组织召开京津冀、长三角、珠三角地区重点城市大气颗粒物来源研究工作推进会，邀请专家对存在的问题及时提出改进意见，为研究工作的科学权威奠定坚实基础。第五，开展联合论证。环境保护部会同中国科学院、中国工程院对“三区九市”源解析研究成果开展了由院士担任组长的专家联合论证，课题组根据专家的意见修改完善后，提交初步研究成果。专家组认为，这9个城市源解析研究的方法基本科学合理，数据详实，结论总体可信，可以为当地大气污染防治工作提供一定的支撑；建议有条件的地方下一步要加强源排放清单编制等基础性工作，持续性开展精细化源解析工作。

　　中国环境报：源解析工作现在还存在什么问题？与国外相比还有哪些差距？

　　刘舒生：虽然我国业务化源解析工作开端良好，取得了较好的成果，但毕竟如此大规模开展源解析业务化工作在国内尚属首次，技术储备尚不充分，距离科学精准解析和评估大气治理效果的目标尚有一定差距。现在源解析工作面临的问题有：第一，技术储备和硬件开发不足。源解析研究涉及技术方法数量较大（仅新的成分分析方法即达100多项），标准化和方法体系的建成尚需较长时间。二次源的解析和区域传输问题仍是大气颗粒物源解析的技术难点和薄弱环节，设备仪器配备不足，尚无法从市场直接采购，部分专用设备有待研发。第二，专业人才不足。源解析是一项系统工程，需借助长期观测和大量数据进行分析研究。一些城市从未接触过相关研究内容，专业技术人员匮乏，工作进度较缓。第三，基础性工作亟待加强。尚未从国家层面构建完整的大气污染物源排放清单和各城市的本地化源排放谱库，影响源解析成果精确度的进一步提高。

　　我国多数城市目前的大气污染属于复合性污染，以PM2.5为代表的大气颗粒物浓度高、成分复杂、来源多样，开展源解析工作的环境背景更为复杂，研究难度更大。而美国等发达国家开展源解析研究应用时，一是其工业污染源排放已得到有效控制，大气环境质量总体达标；二是其源解析研究工作在全国范围内科学布局，根据地域特征、污染情况和产业结构，选取全国环境质量监测网中部分城市站承担，科研单位与监测部门共同参与，并要求统一仪器设备、统一技术方法、统一培训，从而避免了各自为战、重复建设、研究成果缺乏可比性等问题，对于指导大气污染治理发挥了积极作用；三是重视基础性工作，其建立大气污染物排放清单，基本与空气污染治理工作同步进行。譬如，美国自上世纪70年代实施清洁空气法以来，逐步构建了排放清单技术体系和校验更新制度，编制国家排放清单。欧洲自上世纪80年代起开展源排放清单编制工作，均为辖区内制定污染物排放控制计划提供了科学依据。

　　借鉴发达国家经验，结合我国自身实际，下一步，环境保护部将考虑组建国家大气颗粒物的化学组分分析网，每年开展重点城市颗粒物滤膜采样及组分分析。加强基础工作，保障经费投入，建立国家层面大气污染物源谱库、受体谱库和源排放清单共享平台和动态更新机制，组织重点城市建立本地化的源成分谱库和排放清单；逐步完善颗粒物源解析方法体系，并探索VOCs、臭氧等气态污染物源解析研究方法体系。在上述工作基础上，推动全国35个重点城市源解析工作业务化，定期评估大气污染防治措施的实施效果，为重点地区和城市的空气质量预测预警和大气污染防治工作提供科学依据。

编辑：周文

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