導(dǎo)讀：今年來(lái)霧霾仍然頻發(fā)，弄清PM2.5的來(lái)源與成分實(shí)現(xiàn)污染的打擊顯得日趨緊迫。北京、廣州等環(huán)保部門(mén)公布了當(dāng)?shù)豍M2.5源解析的初步結(jié)果，“PM2.5從哪來(lái)”開(kāi)始在部分城市有所明晰。據(jù)了解，廣東鶴山建設(shè)的全國(guó)*大氣監(jiān)測(cè)站，兩年前就開(kāi)始全省PM2.5在線(xiàn)源解析業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

廣東省近年與合作，通過(guò)國(guó)家863項(xiàng)目在珠三角建立了大氣污染聯(lián)防聯(lián)控技術(shù)示范區(qū)。超級(jí)站中PM2.5等氣溶膠的源解析正是該示范區(qū)中珠三角大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。不過(guò)，目前廣東除超級(jí)站外僅有廣州、深圳進(jìn)行源解析研究與運(yùn)作，大部分城市的PM2.5來(lái)源仍缺乏準(zhǔn)確評(píng)估。

不久前，副省長(zhǎng)許瑞生到廣東的大氣超級(jí)站調(diào)研，對(duì)超級(jí)站的技術(shù)設(shè)備和科研成果非常肯定，并指出要進(jìn)一步提升大氣監(jiān)測(cè)能力，繼續(xù)在監(jiān)測(cè)科技水平上占領(lǐng)高地，以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)推進(jìn)大氣污染防治精細(xì)化管理。

對(duì)此，廣東省大氣環(huán)境專(zhuān)家呼吁，有了大氣超級(jí)站的經(jīng)驗(yàn)，PM2.5在線(xiàn)源解析應(yīng)該盡快鋪開(kāi)到各地市，實(shí)現(xiàn)空氣污染的精細(xì)化治理。

“大箱子”可逐小時(shí)分析PM2.5七種來(lái)源

位于鶴山的廣東大氣超級(jí)站，建在離江門(mén)市區(qū)30公里，一個(gè)海拔60米的名叫“花果山”的山頭。外人或許覺(jué)得奇怪，這棟建在農(nóng)村野外的4層寬體建筑總是燈火通明，其實(shí)它里面不僅具有普通站點(diǎn)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能，還承擔(dān)了珠三角灰霾成因和顆粒物生成機(jī)制的分析，各種監(jiān)測(cè)儀器的比對(duì)，為科學(xué)制定和動(dòng)態(tài)評(píng)估區(qū)域大氣污染防治政策措施提供依據(jù)。

“這是國(guó)內(nèi)*大氣超級(jí)站，新國(guó)標(biāo)要求的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)是6項(xiàng)，這里監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有200多項(xiàng)，不僅有PM2.5，比它小得多的PM1，甚至納米級(jí)的顆粒物，與碳排放密切相關(guān)的黑炭氣溶膠，都監(jiān)測(cè)到。”監(jiān)測(cè)站工作人員小袁說(shuō)。

而“解剖”PM2.5成分的，就在超級(jí)站4樓的核心區(qū)氣溶膠觀測(cè)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)胖胖的“大箱子”。“這就是里面大有乾坤的PM2.5在線(xiàn)源解析質(zhì)譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)—單顆粒氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。”小袁說(shuō)，經(jīng)過(guò)“大箱子”里面多種儀器的分析，zui后在電腦屏幕上按7種類(lèi)型，滾動(dòng)刷新PM2.5來(lái)源成分的圖表和數(shù)據(jù)。

“大箱子”頂著一條“辮子”，那是連通樓頂PM2.5取樣探頭的管道。取樣探頭設(shè)在超級(jí)站頂層的露天平臺(tái)上，“我們?cè)赑M10探頭上安裝一個(gè)切割頭，喇叭狀采樣口內(nèi)大于2.5微米的顆粒剔除掉，然后把探頭連通到下面的PM2.5在線(xiàn)源解析系統(tǒng)。”

PM2.5從探頭通過(guò)管道進(jìn)入“大箱子”后，就是復(fù)雜而快速的測(cè)量與分析過(guò)程。整個(gè)系統(tǒng)由進(jìn)樣系統(tǒng)、測(cè)徑系統(tǒng)、電離系統(tǒng)和質(zhì)量分析系統(tǒng)四個(gè)部分組成。

其原理是，根據(jù)顆粒物的來(lái)源、化學(xué)組成不同，質(zhì)譜特征就有差別，從而對(duì)每個(gè)顆粒物的來(lái)源進(jìn)行標(biāo)記，并保存含有顆粒物粒徑、質(zhì)譜信息的原始數(shù)據(jù)，同時(shí)利用在線(xiàn)分析軟件，每1小時(shí)統(tǒng)計(jì)分析顆粒物中某些種類(lèi)化學(xué)成分的含量，并分析每類(lèi)源的含量及大類(lèi)源的含量，得出源分配比例。

“現(xiàn)在每個(gè)小時(shí)都滾動(dòng)顯示解析結(jié)果，解析前也不需要作前處理，比起之前動(dòng)輒半年到一年才能出結(jié)果的人工化學(xué)分析方法，在線(xiàn)源解析效率大為提高，也更有利于加密觀測(cè)，了解空氣中較的PM2.5成分的變化。”廣東省大氣環(huán)境專(zhuān)家、省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心副主任鐘流舉說(shuō)。

汽車(chē)燃煤工業(yè)為珠三角PM2.5“罪魁”

那么，從源解析的結(jié)果來(lái)看，廣東的PM2.5到底來(lái)自哪里？

筆者從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器顯示的3月9日到3月10日內(nèi)20多個(gè)小時(shí)監(jiān)測(cè)情況的看到，揚(yáng)塵占比在8%到18%之間，生物質(zhì)燃燒占1%到7%之間，汽車(chē)尾氣在26%到41%之間，工業(yè)源在6%在11%之間，海鹽在0.5%左右，燃煤在17%到22%之間，其它20%到22%左右。“不過(guò)，這種短時(shí)的結(jié)果波動(dòng)較大，并不能代表這個(gè)區(qū)域PM2.5穩(wěn)定的成分與來(lái)源，一般至少需要3個(gè)月到一年的監(jiān)測(cè)周期”。鐘流舉表示。

然而，目前廣東省和珠三角地區(qū)尚未整體開(kāi)展PM2.5源解析的業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)工作，僅有包括大氣超級(jí)站在內(nèi)的個(gè)別站點(diǎn)正在進(jìn)行。根據(jù)2013年12月廣東大氣超級(jí)站在線(xiàn)儀器加強(qiáng)觀測(cè)來(lái)源解析的結(jié)果，汽車(chē)尾氣、燃煤源、工業(yè)源是PM2.5的主要來(lái)源，其貢獻(xiàn)分別為28%、21%和17%。

在省內(nèi)地市正進(jìn)行的源解析中，廣州市曾發(fā)布2013年10月到12月的快速源解析結(jié)果，當(dāng)中機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣23%、工業(yè)污染33%、生物質(zhì)燃燒13%、揚(yáng)塵10%、其它來(lái)源21%。深圳在2011年的灰霾研究項(xiàng)目中，則得出機(jī)動(dòng)車(chē)占25.5%，生物質(zhì)燃燒占12.7%等。

而北京市公布的2013年源解析結(jié)果則將本地來(lái)源（占75%）與外來(lái)傳輸（占25%）分開(kāi)。其中本地來(lái)源中，機(jī)動(dòng)車(chē)污染22%、燃煤污染17%、工業(yè)污染16%、揚(yáng)塵污染16%，其它來(lái)源4%。

“各站點(diǎn)和城市，不同污染源的貢獻(xiàn)率具體數(shù)值會(huì)有所不同，但是汽車(chē)尾氣、燃煤源、工業(yè)源在珠三角地區(qū)應(yīng)該都是重點(diǎn)需要關(guān)注和控制的PM2.5來(lái)源，這三個(gè)來(lái)源都是跟社會(huì)生產(chǎn)生活息息相關(guān)的，控制難度非常大。”省環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)專(zhuān)家說(shuō)。國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果也表明，關(guān)于汽車(chē)尾氣對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程迅速的地區(qū)，機(jī)動(dòng)車(chē)的貢獻(xiàn)一般認(rèn)為在10%至50%之間，多數(shù)認(rèn)為在20%至30%之間。

從PM2.5的成分來(lái)看，硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)物和碳黑是其主要成分，合計(jì)約占PM2.5質(zhì)量濃度的60%-90%。“這說(shuō)明我省和京津冀的污染現(xiàn)狀不同，我省更應(yīng)注重多種污染物的協(xié)同減排，以減少大氣復(fù)合性污染。”

結(jié)合邊界層觀測(cè)及時(shí)預(yù)警應(yīng)對(duì)空氣污染

為了立體了解空氣污染分布情況，除了在線(xiàn)源解析，在大氣超級(jí)站的氣溶膠觀測(cè)實(shí)驗(yàn)室，還有在設(shè)備外型上更為瘦長(zhǎng)的拉曼激光雷達(dá)系統(tǒng)，用來(lái)觀測(cè)氣溶膠的垂直分布信息。其原理是利用大氣中比較穩(wěn)定的氣體（如氮?dú)猓┑睦⑸湫盘?hào)直接探測(cè)氣溶膠的消光系數(shù)，從而得出邊界層的高度變化。

“激光雷達(dá)是一種主動(dòng)遙感手段，監(jiān)測(cè)氣溶膠消光系數(shù)的垂直分布。”鐘流舉以當(dāng)天的情況介紹，“凌晨到6時(shí)的時(shí)候，天空中邊界層高度都是1500米左右，這跟正常值相差不大。但到了6時(shí)之后，邊界層壓到500米，說(shuō)明空氣的逆溫現(xiàn)象就像一個(gè)鍋蓋蓋住了天空，霧氣增多，污染物也不容易擴(kuò)散。”鐘流舉表示，這種邊界層如此低的情況如果持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間，空氣很可能出現(xiàn)中度到中度污染，幸好當(dāng)天還有一些雨，污染還不會(huì)太嚴(yán)重。

鐘流舉指著旁邊的“大氣顆粒物數(shù)濃度粒徑分布分析系統(tǒng)”進(jìn)一步解釋?zhuān)瑥钠聊簧系闹鶢顖D可見(jiàn)，今天PM1到PM2.5的比例zui多，因?yàn)闈穸却螅罂焖匍L(zhǎng)大，所以隨著雨水降到了地面，相對(duì)減少了。

他表示，結(jié)合激光雷達(dá)和顆粒物粒徑分布分析，對(duì)空氣污染做更及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)警預(yù)報(bào)，而PM2.5源解析則在重污染出現(xiàn)時(shí)作出更有針對(duì)性的應(yīng)急減排措施。

“珠三角今年內(nèi)市民應(yīng)該就看到空氣質(zhì)量的預(yù)報(bào)了。”他表示，按照國(guó)家以及我省空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警的相關(guān)方案，2014年底前，珠三角各地級(jí)以上城市和順德區(qū)將建成空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，省門(mén)建成珠三角區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，同時(shí)逐步開(kāi)展珠三角外地區(qū)城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)工作。

2015年底前，珠三角以外12個(gè)地級(jí)市建成所屬城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)，省門(mén)建成廣東省空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)平臺(tái)及會(huì)商系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

治污節(jié)*億 源解析應(yīng)盡快推廣

鐘流舉介紹，與普通站監(jiān)測(cè)的空氣質(zhì)量只代表一個(gè)點(diǎn)不同，廣東大氣超級(jí)站基本表征周邊50到100公里的空氣情況，“這是因?yàn)樵诮ㄕ揪涂紤]到排放較大的廣州、佛山、東莞吹偏北風(fēng)時(shí)，對(duì)西南面的大氣超級(jí)站帶來(lái)輸送的影響。”

“不過(guò)，從整個(gè)珠三角乃至全省來(lái)看，僅有幾個(gè)站點(diǎn)開(kāi)展PM2.5源解析顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”鐘流舉呼吁，全省都應(yīng)該開(kāi)展PM2.5來(lái)源解析工作，以使空氣污染治理更加精細(xì)化，在重污染預(yù)警時(shí)采取措施更有針對(duì)性。目前，在廣東，除了大氣超級(jí)站外，僅有廣州、深圳開(kāi)展了源解析工作（其中深圳為人工操作），“至少應(yīng)該將這項(xiàng)工作普及到各個(gè)地市。”

據(jù)了解，在廣東大氣超級(jí)站等國(guó)內(nèi)的PM2.5在線(xiàn)來(lái)源解析中，都是在國(guó)家863項(xiàng)目支持下，由廣州一家分析儀器公司內(nèi)多個(gè)研究單位共同研發(fā)生產(chǎn)的設(shè)備，該設(shè)備已達(dá)到世界水平，而且價(jià)格比同類(lèi)產(chǎn)品低5萬(wàn)元每臺(tái)以上。

“廣東開(kāi)展PM2.5源解析可謂在技術(shù)上和設(shè)備上具有先天優(yōu)勢(shì)”。專(zhuān)家介紹，*源解析儀器在2010年末在大氣超級(jí)站投入到亞運(yùn)會(huì)期間的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)。2012年3月8日起，廣東大氣超級(jí)站的質(zhì)譜儀成為省內(nèi)*臺(tái)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的在線(xiàn)源監(jiān)測(cè)儀。現(xiàn)在這種來(lái)自廣州品牌的在線(xiàn)氣溶膠質(zhì)譜儀器具有*自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入超過(guò)3000萬(wàn)元、簽訂采購(gòu)意向合同1億元、國(guó)內(nèi)*。

目前，在北京、石家莊、南京等城市的大氣PM2.5污染源解析，已在大氣聯(lián)合監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量保障中發(fā)揮關(guān)鍵作用。成都、廈門(mén)的在線(xiàn)源解析工作也密鑼緊鼓地籌備。配備并業(yè)務(wù)化運(yùn)行一臺(tái)在線(xiàn)源解析質(zhì)譜儀約需200萬(wàn)到300萬(wàn)元，但有源解析專(zhuān)家曾估算，根據(jù)在線(xiàn)質(zhì)譜儀所提供的精細(xì)數(shù)據(jù)，可為國(guó)內(nèi)治理PM2.5節(jié)省近千億元。

不僅如此，與傳統(tǒng)的人工源解析比較，在線(xiàn)源解析具備全天候監(jiān)測(cè)能力，在惡劣氣象條件下發(fā)現(xiàn)污染排放現(xiàn)象，具備捕捉間歇式瞬間污染排放現(xiàn)象的能力。“在重污染天氣時(shí)，對(duì)污染源的打擊與減排措施將更為。”