導讀：今年來霧霾仍然頻發(fā)，弄清PM2.5的來源與成分實現(xiàn)污染的打擊顯得日趨緊迫。北京、廣州等環(huán)保部門公布了當?shù)豍M2.5源解析的初步結果，“PM2.5從哪來”開始在部分城市有所明晰。據了解，廣東鶴山建設的全國*大氣監(jiān)測站，兩年前就開始全省PM2.5在線源解析業(yè)務化運行。

廣東省近年與合作，通過國家863項目在珠三角建立了大氣污染聯(lián)防聯(lián)控技術示范區(qū)。超級站中PM2.5等氣溶膠的源解析正是該示范區(qū)中珠三角大氣復合污染立體監(jiān)測網絡的重要組成部分。不過，目前廣東除超級站外僅有廣州、深圳進行源解析研究與運作，大部分城市的PM2.5來源仍缺乏準確評估。

不久前，副省長許瑞生到廣東的大氣超級站調研，對超級站的技術設備和科研成果非常肯定，并指出要進一步提升大氣監(jiān)測能力，繼續(xù)在監(jiān)測科技水平上占領高地，以監(jiān)測數(shù)據為依據推進大氣污染防治精細化管理。

對此，廣東省大氣環(huán)境專家呼吁，有了大氣超級站的經驗，PM2.5在線源解析應該盡快鋪開到各地市，實現(xiàn)空氣污染的精細化治理。

“大箱子”可逐小時分析PM2.5七種來源

位于鶴山的廣東大氣超級站，建在離江門市區(qū)30公里，一個海拔60米的名叫“花果山”的山頭。外人或許覺得奇怪，這棟建在農村野外的4層寬體建筑總是燈火通明，其實它里面不僅具有普通站點的空氣質量監(jiān)測功能，還承擔了珠三角灰霾成因和顆粒物生成機制的分析，各種監(jiān)測儀器的比對，為科學制定和動態(tài)評估區(qū)域大氣污染防治政策措施提供依據。

“這是國內*大氣超級站，新國標要求的空氣質量監(jiān)測是6項，這里監(jiān)測項目有200多項，不僅有PM2.5，比它小得多的PM1，甚至納米級的顆粒物，與碳排放密切相關的黑炭氣溶膠，都監(jiān)測到。”監(jiān)測站工作人員小袁說。

而“解剖”PM2.5成分的，就在超級站4樓的核心區(qū)氣溶膠觀測實驗室的一個胖胖的“大箱子”。“這就是里面大有乾坤的PM2.5在線源解析質譜監(jiān)測系統(tǒng)—單顆粒氣溶膠飛行時間質譜儀。”小袁說，經過“大箱子”里面多種儀器的分析，zui后在電腦屏幕上按7種類型，滾動刷新PM2.5來源成分的圖表和數(shù)據。

“大箱子”頂著一條“辮子”，那是連通樓頂PM2.5取樣探頭的管道。取樣探頭設在超級站頂層的露天平臺上，“我們在PM10探頭上安裝一個切割頭，喇叭狀采樣口內大于2.5微米的顆粒剔除掉，然后把探頭連通到下面的PM2.5在線源解析系統(tǒng)。”

PM2.5從探頭通過管道進入“大箱子”后，就是復雜而快速的測量與分析過程。整個系統(tǒng)由進樣系統(tǒng)、測徑系統(tǒng)、電離系統(tǒng)和質量分析系統(tǒng)四個部分組成。

其原理是，根據顆粒物的來源、化學組成不同，質譜特征就有差別，從而對每個顆粒物的來源進行標記，并保存含有顆粒物粒徑、質譜信息的原始數(shù)據，同時利用在線分析軟件，每1小時統(tǒng)計分析顆粒物中某些種類化學成分的含量，并分析每類源的含量及大類源的含量，得出源分配比例。

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

汽車燃煤工業(yè)為珠三角PM2.5“罪魁”

那么，從源解析的結果來看，廣東的PM2.5到底來自哪里？

筆者從現(xiàn)場機器顯示的3月9日到3月10日內20多個小時監(jiān)測情況的看到，揚塵占比在8%到18%之間，生物質燃燒占1%到7%之間，汽車尾氣在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，這種短時的結果波動較大，并不能代表這個區(qū)域PM2.5穩(wěn)定的成分與來源，一般至少需要3個月到一年的監(jiān)測周期”。鐘流舉表示。

然而，目前廣東省和珠三角地區(qū)尚未整體開展PM2.5源解析的業(yè)務化監(jiān)測工作，僅有包括大氣超級站在內的個別站點正在進行。根據2013年12月廣東大氣超級站在線儀器加強觀測來源解析的結果，汽車尾氣、燃煤源、工業(yè)源是PM2.5的主要來源，其貢獻分別為28%、21%和17%。

在省內地市正進行的源解析中，廣州市曾發(fā)布2013年10月到12月的快速源解析結果，當中機動車尾氣23%、工業(yè)污染33%、生物質燃燒13%、揚塵10%、其它來源21%。深圳在2011年的灰霾研究項目中，則得出機動車占25.5%，生物質燃燒占12.7%等。

而北京市公布的2013年源解析結果則將本地來源（占75%）與外來傳輸（占25%）分開。其中本地來源中，機動車污染22%、燃煤污染17%、工業(yè)污染16%、揚塵污染16%，其它來源4%。

“各站點和城市，不同污染源的貢獻率具體數(shù)值會有所不同，但是汽車尾氣、燃煤源、工業(yè)源在珠三角地區(qū)應該都是重點需要關注和控制的PM2.5來源，這三個來源都是跟社會生產生活息息相關的，控制難度非常大。”省環(huán)境監(jiān)測部門專家說。國內外研究結果也表明，關于汽車尾氣對PM2.5的貢獻，在經濟快速發(fā)展、城市化進程迅速的地區(qū)，機動車的貢獻一般認為在10%至50%之間，多數(shù)認為在20%至30%之間。

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

結合邊界層觀測及時預警應對空氣污染

為了立體了解空氣污染分布情況，除了在線源解析，在大氣超級站的氣溶膠觀測實驗室，還有在設備外型上更為瘦長的拉曼激光雷達系統(tǒng)，用來觀測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（如氮氣）的拉曼散射信號直接探測氣溶膠的消光系數(shù)，從而得出邊界層的高度變化。

“激光雷達是一種主動遙感手段，監(jiān)測氣溶膠消光系數(shù)的垂直分布。”鐘流舉以當天的情況介紹，“凌晨到6時的時候，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時之后，邊界層壓到500米，說明空氣的逆溫現(xiàn)象就像一個鍋蓋蓋住了天空，霧氣增多，污染物也不容易擴散。”鐘流舉表示，這種邊界層如此低的情況如果持續(xù)長時間，空氣很可能出現(xiàn)中度到中度污染，幸好當天還有一些雨，污染還不會太嚴重。

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)”進一步解釋，從屏幕上的柱狀圖可見，今天PM1到PM2.5的比例zui多，因為濕度大，吸水之后快速長大，所以隨著雨水降到了地面，相對減少了。

他表示，結合激光雷達和顆粒物粒徑分布分析，對空氣污染做更及時準確的預警預報，而PM2.5源解析則在重污染出現(xiàn)時作出更有針對性的應急減排措施。

“珠三角今年內市民應該就看到空氣質量的預報了。”他表示，按照國家以及我省空氣質量預報預警的相關方案，2014年底前，珠三角各地級以上城市和順德區(qū)將建成空氣質量預報預警系統(tǒng)，省門建成珠三角區(qū)域空氣質量監(jiān)測與預報預警業(yè)務平臺，并實現(xiàn)業(yè)務化運行，同時逐步開展珠三角外地區(qū)城市空氣質量預報預警業(yè)務工作。

2015年底前，珠三角以外12個地級市建成所屬城市空氣質量預報預警業(yè)務系統(tǒng)，省門建成廣東省空氣質量監(jiān)測與預報預警業(yè)務平臺及會商系統(tǒng)，并實現(xiàn)業(yè)務化運行。

治污節(jié)*億 源解析應盡快推廣

鐘流舉介紹，與普通站監(jiān)測的空氣質量只代表一個點不同，廣東大氣超級站基本表征周邊50到100公里的空氣情況，“這是因為在建站就考慮到排放較大的廣州、佛山、東莞吹偏北風時，對西南面的大氣超級站帶來輸送的影響。”

“不過，從整個珠三角乃至全省來看，僅有幾個站點開展PM2.5源解析顯然遠遠不夠。”鐘流舉呼吁，全省都應該開展PM2.5來源解析工作，以使空氣污染治理更加精細化，在重污染預警時采取措施更有針對性。目前，在廣東，除了大氣超級站外，僅有廣州、深圳開展了源解析工作（其中深圳為人工操作），“至少應該將這項工作普及到各個地市。”

據了解，在廣東大氣超級站等國內的PM2.5在線來源解析中，都是在國家863項目支持下，由廣州一家分析儀器公司內多個研究單位共同研發(fā)生產的設備，該設備已達到世界水平，而且價格比同類產品低5萬元每臺以上。

“廣東開展PM2.5源解析可謂在技術上和設備上具有先天優(yōu)勢”。專家介紹，*源解析儀器在2010年末在大氣超級站投入到亞運會期間的空氣質量監(jiān)測聯(lián)合實驗。2012年3月8日起，廣東大氣超級站的質譜儀成為省內*臺投入業(yè)務運行的在線源監(jiān)測儀。現(xiàn)在這種來自廣州品牌的在線氣溶膠質譜儀器具有*自主知識產權，已累計實現(xiàn)銷售收入超過3000萬元、簽訂采購意向合同1億元、國內*。

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、空氣質量保障中發(fā)揮關鍵作用。成都、廈門的在線源解析工作也密鑼緊鼓地籌備。配備并業(yè)務化運行一臺在線源解析質譜儀約需200萬到300萬元，但有源解析專家曾估算，根據在線質譜儀所提供的精細數(shù)據，可為國內治理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，在線源解析具備全天候監(jiān)測能力，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，對污染源的打擊與減排措施將更為。”