霧霾治理精呼喚細化監測
近日,環保部發布了2014年2月京津冀、長三角、珠三角區域及直轄市、省會城市和計劃單列市等74個城市的空氣質量狀況。數據顯示,74個城市空氣質量平均超標天數比例為39.7%,其中京津冀地區13個城市空氣質量超標最為嚴重,比例達68.5%,其中重度污染占22.6%,嚴重污染占19.3%。
復雜嚴峻的大氣污染形勢,對監測設備提出了更高的要求。然而,現有的監測技術和手段已經難以全面反映污染特征,特別是在污染物防控和污染源解析方面,現有的設備明顯力不從心。
2011年,科技部、財政部全面啟動了重大科學儀器設備研發工作,并設立了國家重大科學儀器設備開發專項資金,截至2013年,共安排資金28.37億元。
據記者了解,目前已有多個關于大氣污染監測的科學儀器研發項目獲得該專項資金的支持。相關專家在接受《中國科學報》記者采訪時表示,隨著這些儀器的研發成功和投入使用,我國的霧霾監測將走向精細化,并實現對霧霾的“追根溯源”,從而為霧霾的防治提供支撐。
監測難題
近年來頻發的霧霾,嚴重危及人們的身體健康,也給交通安全、城市景觀和我國的國際形象帶來嚴重的負面影響。
霧霾和灰霾天氣的首要元兇為大氣細顆粒物,其中代表即PM2.5。據了解,大氣細顆粒物在大氣環境中存在時間長,遷移性顯著且極易被人體吸收,大氣細顆粒物固有成分中吸附攜帶的各種有害物質也隨之擴散進入人體,從而對人們的健康產生威脅和損害。
因此,我國環境保護工作對于大氣細顆粒物成分的快速、實時和連續感知的需求越來越強烈,基于化學成分分析的大氣細顆粒物源解析工作亟待展開。
然而從現實情況來看,雖然我國已建立了以城市為中心的空氣質量自動監測站網,可實現對環境空氣氣態污染物和顆粒物的濃度等進行監測,但遠不能完全反映大氣污染的實際情況,也不能滿足對空氣污染形成機制、演變和輸送過程研究的需求。
“如果只監測PM2.5的濃度,對于大氣污染的治理來說,幫助有限。”北京市計量檢測科學研究院高級工程師沈正生對《中國科學報》記者說。
他告訴記者,現在的環境工作要求尋找PM2.5的污染源,分析污染的原因,而一般監測設備難以滿足這一要求。
北京市環境監測中心高級工程師虞統在接受《中國科學報》記者采訪時也表示,不同的天氣,不同的地區,PM2.5的化學組分也是不同的。因此,需要對PM2.5作進一步的分析,才能了解主要的污染來源,從而為霧霾治理提供技術支持。
此外,大氣污染物監測和其他監測不同,由于天氣經常會發生變化,因此,對大氣污染物的監測也需要滿足即時性、可靠性和準確性的要求。這些都對現有監測設備提出了新的要求。
對霧霾“追根溯源”
針對大氣污染監測的上述問題,我國也采取了多項措施和舉措。2011年出臺的《國家環境保護“十二五”科技發展規劃》明確提出,要研究顆粒物的定量源解析技術,圍繞約束性指標取得一批具有自主知識產權的控源減排共性和關鍵技術。
記者梳理2011年以來的“國家重大科學儀器設備開發專項”后發現,已有多項有關大氣污染監測的儀器獲得專項資金的支持。
例如,武漢市天虹儀表有限責任公司等承擔的“大氣及水體揮發性有機物連續在線監測設備開發及應用示范”獲得了2012年度的專項資金支持。中科天融(北京)科技有限公司的“大氣細顆粒物化學成分在線監測設備研制與應用示范”項目則獲得了2013年度的專項資金支持。項目負責人郭煒在接受《中國科學報》記者采訪時表示,通過技術手段和裝備進行大氣細顆粒物化學成分的連續監測,可以搞清楚三方面的重要情況——環境質量狀況及變化趨勢、污染源排放狀況、潛在的環境風險,進而助力大氣細顆粒物綜合防治工作。
沈正生則對《中國科學報》記者表示,該項目的意義在于,通過對PM2.5化學組分的分析,為我國PM2.5防控政策的決策提供支持。
此外,以往對PM2.5的化學組分進行分析,需要較長的周期。而該儀器可以實現在線分析,相當于提供了近乎于實時的化學組分情況。“這有利于我們及時地分析污染過程,并掌握一個地區在一段時間內大氣污染物組分的變化規律。”虞統說。
企業牽頭
記者在梳理項目清單時發現,這批有關大氣污染監測設備的項目,大都由企業作為牽頭單位。除了前述的中科天融,獲得2013年度專項資金支持的“固定污染源廢氣VOCs在線/便攜監測設備開發和應用”項目,也是由北京雪迪龍科技股份有限公司作為牽頭單位。
“企業以市場為導向,因此承擔科技項目更有針對性,并能更好地解決產學研用結合的問題,避免了為創新而創新的弊病。”郭煒對《中國科學報》記者說。
在他看來,企業可以針對市場需求,進行跨學科、跨領域的技術融合。此外,在工程化、產業化的技術和能力的積累方面,企業的優勢也很明顯。
沈正生也向記者表示,由企業牽頭,是因為企業追求經濟效益,因此有積極性。同時,參與方還包括一些科研院所,這樣可以推動他們既有的科技成果產業化。而讓用戶參與,則可以在研發的過程中,及時收到用戶方面的反饋。
“經歷這些過程之后,才能研發出符合市場需求的產品。”沈正生說。
而在中科天融所承擔的項目中,用戶方——中國環境監測總站,同時也是對設備進行論證的機構。在虞統看來,這樣還有一個好處,就是可以在產品研發和應用示范的過程中,同步完成監測方法、規范的同步制定,從而為未來監測設備的廣泛應用打下基礎。

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