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2017年第1期(发布时间: Jan 4, 2017 发布者:李扬)  下载: 2017年第1期.doc       全选  导出
1   2017-01-04 15:44:11.88 Time-lapse footage of Beijing smog (点击量:15)

近日,BBC广播公司播放了一段北京雾霾的视频,引起极大反响。该视频超过20分钟,拍摄了雾霾如何席卷京城。

2   2017-01-04 15:55:13.527 PM2.5是怎么测出来的 (点击量:10)

当雾霾来临,PM2.5充斥在每个角落时,我们每个人身处其中,呼吸着、感受着,可以说,对它的存在谁都不会陌生。但PM2.5是如何测量的?数据是怎么计算出来的?监测结果究竟准不准?

手工监测天平精度可达1微克

要确保PM2.5监测数据的准确性,测量方法很重要。

说到测量,手工重量法不得不提,它可是PM2.5监测的基准方法。

因此,想要清楚认知PM2.5的测量过程,首先必须明白手工重量法的工作原理。仪器质检室的工程师张杨说:“在监测点位用采样器以恒定采样流量抽取空气,使空气中的PM2.5被截留在提前称重好的空白滤膜上,根据采样前后滤膜的质量变化和累积采样体积,计算出PM2.5的浓度。”

接下来的问题是,采样滤膜又是如何称重的呢?

首先,对称重环境要求极高。用于采样的滤膜受温度、湿度、震动等人为因素的干扰较大,从现场采样后的滤膜需要进行24小时平衡再进行称重,平衡条件则需要温度保持在20℃±1℃左右,湿度保持在50% RH±5%RH左右。

“只有在同一个温湿度环境下进行称重,得出的数据才能够保持一致性。” 除了对外部环境有要求,张杨还介绍了称重设施包括滤膜和天平在内的具体情况:“一片滤膜的重量很轻,只有145~150毫克,这只是滤膜的重量,相比颗粒物的增量就更少了,在0.1~11.5毫克之间,对应的污染物浓度为4~500微克/立方米。所需天平的条件需要达到百万分之一,精度称量分辨率为1微克。”

想看称重先过急速风吹关

为了从各个因素控制称量误差,一个具备高要求的实验室是必需的。

2015年6月,中国环境监测总站质检室筹建了国家大气监测网颗粒物称重中心(以下简称称重中心),以满足国控点位颗粒物(PM10、PM2.5)比对采样滤膜的称重。

想走进称重中心,可不是一件容易事。

称重中心对人员、设备的出入条件限制有严格的要求。由于对外部环境洁净度的要求极高,外来人员在进入称重中心最外围空间时必须更换中心配备的拖鞋,以减少对室内环境的影响。接下来,步入更衣室更换工作服,紧接着在智能风淋室开启风淋设备,通过急速风吹进一步减少衣物携带的颗粒物。

这些准备都是为了最大化减少对称重环境的影响,确保手工比对工作科学、准确。

进入实验室,一台承载了320片滤膜的称重系统正在进行编码/读码和称重工作。“为了确保每片滤膜的唯一性以及加强滤膜管理,编码采用14位编码原则,包括站点编号、采样信息、年份月份等。”工作人员解释说,就好比是每个人都有唯一的身份证号,编码工作锁定了滤膜的唯一性,以保障比对工作的准确、无误。

从实验室的工作节奏来看,320片滤膜进行平衡的时间需要24小时,每片滤膜需要进行两次称重,每次误差需要保持小于0.04毫克,每片测量时间大概需要5分钟,这样整个称重320片滤膜就需要3~4天的时间。

那么,不合格的称重滤膜会不会成“漏网之鱼”流入监测环节呢?工作人员说:“天平中会放置一块标准滤膜,相当于质控,很早称好了,如果测量结果显示变化很大,说明其中有污染,这时就要及时进行处理。”

据工作人员介绍,2015年12月起,称重中心已经完成了直管站的5次比对工作,每次比对20个站点,比对内容包括PM10、PM2.5。可以说,比对工作极大地提高了PM2.5监测的科学性和准确性。

自动监测每五分钟出一个数值

从全国范围来看,目前,地方各个监测点位对PM2.5多采用连续自动监测法下的β射线法和震荡天平法进行测量。市面上的检测仪器也主要依据这两种方式进行工作。

“这根长长的管子就是采样管,一头连接监测仪器,另一头连接室外的空气,它的顶部有个采样头,上面有个切割器,通过切割器将空气中的PM2.5拦截下来后,顺着采样管进入监测仪器中。”来到颗粒物实验室,大气室研究员潘本锋首先介绍了采用β射线法监测PM2.5的自动监测仪。

近距离观察这台仪器,可以发现密闭的舱体内有一个白色传输纸带,纸带上按照一定的间隔已经分布了一些黑色的斑点。“这就是昨天通过仪器自动采样得到的PM2.5。”潘本锋解释了仪器的工作原理:传输进来的空气经过纸带,把所含的颗粒物过滤在纸带上。仪器可以发射β射线,如果纸带上附着颗粒物,就会使射线能量衰减,衰减的量与颗粒物的浓度有直接关系,这样我们就测量出颗粒物的浓度含量。

实验室里还有另外一种依靠振荡天平进行监测的仪器。潘本锋说,仪器的设计灵感来自于航天技术,“太空中有质量没有重量,质量不变怎么测颗粒物质量浓度?在太空里称重就用了振荡天平。”

观察这台振荡天平测量仪,可以发现仪器中有个振荡原件,以及空气中不断收集的颗粒物。振荡原件随着颗粒物的多少出现不同的振荡频率,当颗粒物越来越重,振荡原件摆动的频率就会越来越慢。通过实时测量振荡的频率,进一步测算出颗粒物含量的浓度是多少。

翻阅现场数据记录记者看到,两种监测仪器可以做到实时测量,每隔几秒进行一次更新,每5分钟出一个数值,可以做到边采样边测量,而工作人员则每小时读取一次PM2.5浓度。

据了解,为确保PM2.5监测的准确性,我国出台了PM2.5监测的一系列技术规范,对PM2.5监测的运行维护、人员资质和质保质控提出了明确的要求。

空气质量监测实行联网管理

对PM2.5监测数据实时公开发布,在为公众提供健康指引的同时,强化了社会监督,进一步提高PM2.5监测的准确性。

“全国城市空气质量实时发布平台自2013年1月1日正式对外发布。” 大气室高级工程师孟晓艳一边在电脑上调取各地PM2.5实时监测数据,一边说道:“监测数据每小时都会从子站传过来,不会有人为干扰,这些指标包括AQI和PM2.5在内的6项基本污染物。公众可以自行通过网络上的实时发布平台进行24小时历史查询。”

除了实时发布平台,在孟晓艳的办公电脑上,记者还看到了另外一套系统,“这是我们的国家空气质量监测联网管理平台,用于管理审核、评价各地上报的PM2.5等监测数据,以进一步保障监测数据的准确性。”孟晓艳解释说,这套系统的应用本身就是对PM2.5监测数据的一种质量控制。

“十二五”以来,依据建成区面积和人口密度,兼顾代表性、科学性、稳定性和维护的便利性,我国对城市空气质量监测点位进行了优化和调整,使监测数据能全面客观反映空气质量状况。目前,我国的监测点位已经涵盖了338个城市的1436个站点。

运维质量关系数据质量。2016年,按照“谁考核谁监测”的原则,环境保护部积极推进空气质量监测事权上收工作,截至2016年11月底,全国1436个国家空气质量监测站点已全面上收,由国家统一委托运维公司负责运行维护,监测数据直报国家并对外公开,从体制机制上切断地方干预监测数据的风险。

目前,我国各空气监测站点主要采用连续自动监测方法监测PM2.5,手工重量法主要用于连续自动监测方法的质量控制

3   2017-01-04 15:47:16.82 环保部:本轮重污染天气将持续至7日左右 (点击量:3)

1月2日北京报道 环境保护部今日向媒体通报,根据中国环境监测总站最新会商结果,受不利气象条件影响,预计1月3日~7日,京津冀及周边地区污染物扩散条件整体不利,重污染天气过程将维持,部分地区可能达到严重污染。其中,1月4~5日,受京津冀中南部弱东北气流及区域性降水等因素影响,整体污染形势略有缓解,但部分城市仍将维持重度污染水平。1月8日夜间起,受冷空气影响,空气质量自北向南逐步改善。

4   2017-01-04 15:52:46.213 京津冀遭重污染连击 专家:核心是解决燃煤污染 (点击量:10)

伴着新年的钟声,京津冀在雾霾中跨入2017年。2016年12月31日,京津冀及周边地区49个城市空气质量达重度及以上污染;1月2日,京津冀及周边地区、陕西省共72个城市启动或维持重污染天气黄色及以上预警。

据中国环境监测总站最新会商结果,预计1月3日—7日,京津冀及周边地区污染物扩散条件整体不利,重污染天气过程将维持,部分地区可能达到严重污染。

无独有偶,2017年1月1日起,京六车用汽、柴油标准正式实施,预计在2月中旬,中石化北京加油站将全面供应目前最高环保标准的京六油品。使用京六油品能否降低北京PM2.5浓度?对此,中石化北京分公司副总经理佟德健并不乐观。他说,国五、京六油品硫含量不超过10ppm(百万分之一),而燃煤中硫含量是以毫克计算,之间相差上万倍。解决京津冀冬秋季的雾霾问题,核心是解决工业和供暖的燃煤污染问题。

工业锅炉、民用散烧未有效控制

中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌说:“重霾污染天气的形成,基本不是由于一次排放的颗粒污染物,主要是二次气态污染物的化学转化。在迅速增多的二次污染物中,硫酸盐的质量比约占20%,二氧化硫是重要的前体物。”

那么,二氧化硫等污染物都从哪里来?贺克斌说,燃煤电厂做到超低排放,排放水平在全世界是最低的。但我国消耗了全世界50%的煤,火电厂烧掉了我国不到50%的煤,其他是用在工业锅炉、窑炉及民用散烧。“从季节来看,秋冬季节散煤燃烧占到了一半,其他季节是工业超过一半。京津冀地区的秋冬季节散煤治理去年已开始做,但范围还非常有限。因此,在工业锅炉和民用散烧的减排上,还有很多减排工作要做。”

据北京大学环境科学与工程学院提供的数据,2010年京津冀地区居民源对PM2.5、黑碳、有机碳、二氧化硫和氮氧化物年排放总量的贡献率分别为32%、44%、71%、15%和4%。在采暖的1—2月,能源消费量随居民供暖需求而升高,居民源对上述污染物排放的贡献率升高至53%、65%、85%、32%和9%。

环保部发布的《2015年中国机动车污染防治年报》显示,全国柴油车排放的氮氧化物接近汽车排放总量的70%,颗粒物(PM)超过90%。贺克斌说,机动车排放的污染物里,柴油车占了大头。

新空气质量标准与国际“低轨”相接

打开全国城市空气质量实时发布平台,你会看到二氧化硫指标基本是达标的绿色,它为何还是京津冀霾的“主要贡献者”?那是因为我国空气质量标准仅与世卫组织的第一阶段目标值接轨。

中国科学院大气所研究员王跃思解释说,我国新空气质量标准规定二氧化硫年均浓度为60微克/立方米。“我国这条杠划得太高了,如按照发达国家的20微克/立方米标准,我们基本都超标了。”“发达国家二氧化硫基本都在10微克/立方米以下,仅5—8微克/立方米。”

我国新空气质量标准规定二氧化氮年均浓度为40微克/立方米,而北京是50微克/立方米,超标了。“虽然我国氮氧化物、二氧化硫浓度都在下降,但目前污染水平还是发达国家10倍左右,但离清洁空气质量目标差得很远。”王跃思说。

全区域提升油品避免“外地油北京排”

柴油车是机动车污染排放“大户”。目前,每天进入北京的外地货车约有10万辆,其中2万辆是为北京运输各类生活物资的,约8万辆是过境货车。这些过境货车从外地加了标号低、便宜的柴油,把更高浓度的大气污染排放在了北京。

佟德健说,北京油品标准持续领先全国一至两个阶段,为解决“外地油北京排”问题,津冀地区预计今年底将全面实施油品的国五标准,只有“全区域油品得到提升”,才能推动空气清洁化。

民用散煤污染控制是“硬骨头”。北京大学环境科学与工程学院刘俊建议,新增天然气资源应优先用于居民生活。不得不采用煤炭供暖的远郊地区,推广清洁型煤、兰炭、无烟煤等洁净煤,电力、热泵、太阳能等清洁采暖方式。加强燃煤小锅炉和“散小乱污”企业的淘汰治理。