PM2.5夏季濃度六七月達高峰
6月16日,,北京天氣和空氣質(zhì)量極佳,,網(wǎng)友紛紛在微博上“曬藍天”,,然而當天,,中科院大氣物理研究所研究員王躍思卻對本報記者預測稱:“你等著吧,再過兩天,,北京就會出現(xiàn)霧霾天,。”果然,18日開始,,黃兮兮的霾天籠罩京城,,能見度一降再降。根據(jù)市環(huán)保監(jiān)測中心的數(shù)據(jù),,19日的PM2.5濃度在18時到達峰值,,為276微克/立方米。根據(jù)新的空氣質(zhì)量標準,,當天為“重度污染”,。
“這是北京典型的夏季污染天,都從6月份開始發(fā)生,。它的條件是:高溫,、高濕、靜風,、偏南氣流,。”王躍思說,此時的霾和冬天不一樣,,“像19日這天的霾粒子對光線的散射能力很強,,天空看起來比較明亮,這樣重的霾如果在冬天發(fā)生,,天空看起來會更加灰暗,。原因是北京夏季PM2.5的化學成分與冬季相比,含有相對少的吸光型黑炭粒子,,相對多的散光性硫酸銨和硝酸銨,。”
根據(jù)位處建德橋的中科院大氣物理研究所鐵塔的監(jiān)測數(shù)據(jù),北京市PM2.5濃度冬季從11月到2月的PM2.5濃度都偏高,,11月達到高峰值,,夏季濃度則在六七月份達到高峰值,。
臭氧濃度越高PM2.5污染越重
王躍思表示,北京冬季霾的形成,,主要來源是一次污染物,,罪魁禍首是供暖燃煤產(chǎn)生的污染氣體,而在夏季,,形成霾的關鍵詞,,除了高溫、高濕,、靜風,、逆溫之外,還有一個關鍵詞“臭氧”,。
他進一步解釋稱,,在離地表20-30公里的高空,臭氧是“好東西”,,是阻止太陽紫外線輻射危害地球生物的天然屏障;但在地面,,臭氧是危害人體健康的“壞東西”。輻射增強,、氣溫增高導致地表臭氧濃度升高,,此時,大氣中的氣態(tài)污染物也能被氧化成細顆粒物,,對PM2.5的形成有促進作用,。夏季,往往PM2.5濃度高的時候,,臭氧濃度也很高,。“北京市大氣臭氧可能超標的時段是每年的5-9月,最嚴重的是6月,。”
揭秘
在北三環(huán)健德橋西南角,,有一座高聳入云的鐵塔,挺立于普通的建筑物之中,,從遠處即可看到,。
作為當?shù)氐牡貥私ㄖ茱@眼,,但知道它用于科研的人并不多。鐵塔建于1979年,,高325米,,是全國最高的氣象污染觀測點。中科院大氣物理研究所的研究人員正是通過它上面安裝的各種監(jiān)測儀器,,對北京的空氣污染成分,、形成原因等進行科學研究,。
空氣污染和遍地高樓有關
鐵塔共15層,每層都有監(jiān)測設備,,其中,,PM2.5監(jiān)測設備分別安置在80米和240米高空。工程師們每周要上去兩三回,,對設備進行維護,。
“登高習慣了,但上去一趟不容易,。”在研究所工作的高級工程師吉東生說,,“PM2.5監(jiān)測站點的設備常常需要維修和校正,低空站點的設備,,可以當場進行校正,,但在高空,鐵塔空間狹小,,無法自如活動,,我們一般都帶著備換設備,坐著電梯上到高層,,直接更換設備,。”
80米的高度正好是目前的北京市城市冠層的平均高度,也就是北京市建筑天際線的平均高度,。王躍思解釋說,,在北京的建筑主要以四合院為主的時候,城市冠層也就在20-30米,,隨著高樓大廈不斷增多,,城市冠層也隨之升高到了80米左右。
“空氣污染越來越嚴重和城市冠層的增加有關系,。”王躍思說,,以前,西北吹來一陣哪怕風力很小的山谷風,,就足以把空氣中的污染物吹走,,但現(xiàn)在,除非是從西北方向吹來的較強系統(tǒng)風,,才能對空氣中污染物擴散起到一定作用,。“今天西邊來的山谷風,一到城市西部,,就被高樓大廈抬升起來了,,對城市污染的清除作用大大降低。”
大氣混合層越低污染越重
從80米城市冠層再往上,,到了200多米的高度,,就達到了嚴重灰霾天中的“大氣混合層”的高度,。在“大氣混合層”里,各種人為排放的污染氣體在太陽光的照射,、加熱以及臭氧的作用下,,不斷發(fā)生化學反應,部分形成了PM2.5顆粒物,。
“鐵塔240米高度的PM2.5監(jiān)測,,也是基于對大氣混合層高度的判斷而設置的,”王躍思說,,混合層高度就像一座房子的房頂,,越高,顆粒物越容易在垂直方向擴散,,污染也越輕,。
“比如15日、16日天氣好的那兩天,,每立方米空氣中PM2.5的濃度只在20多微克(達標是75微克),,大氣混合層高至2000米甚至3000米的高度。”王躍思說,,“但到了19日中午,,大氣混合層高度只在500米左右,此時,,每立方米的PM2.5顆粒物濃度增加到了100多微克,,進入傍晚之后,地面停止被加熱,,混合層更是減少到200米左右,,所有北京市本地排放和外地來的顆粒物都聚集在這200米的高度之間,擴散起來很難,,因此PM2.5的數(shù)值很高,。”
不同監(jiān)測方法數(shù)據(jù)相差較大
在鐵塔旁邊,一座兩層高的灰色小樓正是大氣物理研究所的大氣污染觀測實驗室,。
和環(huán)保部門的監(jiān)測大樓樓頂一樣,,這幢不起眼的小樓樓頂也設置著很多不同的顆粒物采樣觀測站房,每個站房的頂上都伸出1-2個采樣頭,,站房內(nèi)裝有空調(diào)用來保證儀器正常運行,。
記者看到,樓頂上安裝了七種PM2.5監(jiān)測設備,。研究所的高級工程師吉東生介紹說,,這些設備對PM2.5的檢測分別采用了三類方法:基于石英桿產(chǎn)生的微量振蕩來計算PM2.5質(zhì)量濃度的“微振蕩天平法”、基于顆粒物對β射線產(chǎn)生衰減原理的β射線法以及濾膜采樣人工稱重的經(jīng)典稱重法,。
吉東生表示,,如果操作得當,稱重法測出的濃度最準確,,所以美國環(huán)保署將其規(guī)定為“聯(lián)邦登記方法”,,但其無法監(jiān)測顆粒物的實時濃度,只能每24小時一次人工對過濾下來的顆粒物重量進行稱重,。另兩種PM2.5自動監(jiān)測方式,,都有自身的缺點,但環(huán)保部門也都在用,。“這兩種方法測PM2.5時,,如果濃度不高,兩者數(shù)值相差很小,,但當PM2.5濃度超過100微克時,,兩者可能就會出現(xiàn)較大的差別。因此,,無論采用哪種方法,,都必須和經(jīng)典稱重法比對。”王躍思說,。
19日下午,,記者發(fā)現(xiàn),中科院大氣物理研究所的微振蕩天平法設備測出來PM2.5實時濃度為160微克/立方米,,而β射線法測出來的濃度值為186微克/立方米,,此時,位處車公莊的市環(huán)保監(jiān)測中心公布的PM2.5實時濃度為140微克,。
據(jù)了解,,北京市環(huán)保監(jiān)測中心采用的PM2.5監(jiān)測方式,均為微振蕩天平法,。“我們測出的PM2.5濃度值與北京市環(huán)保局的數(shù)據(jù)有一致性,。”王躍思說。