历时3年 采集、分析样本1311套 中科院、北大等团队担纲
武汉晚报记者刘兆阳 通讯员魏红明 王勇
武汉为什么会遭遇雾霾天？空气中的PM2.5和PM10从何而来？历时3年，采集、分析样本1300余套，经过6位国家级专家充分讨论通过，昨天，武汉市大气颗粒物来源研究结论正式向社会发布。这也是我市历年来首次对灰霾的成因和特征进行全方位的深入解析。
源解析结论显示，工业生产、机动车、燃煤和扬尘是我市PM2 .5（粒径小于2.5微米的所有颗粒物的总质量浓度）和PM10（粒径小于10微米的所有颗粒物的总质量浓度）的共同来源，即武汉雾霾的四大元凶。其中，PM2 .5最主要的来源是工业生产，占比接近三分之一；PM10最主要的来源是扬尘，占比四分之一。
全国环境专家研究近3年
所谓源解析，就是分析PM2.5和PM10的组成成分，进而摸清这些成分的排放源。形象地说，是给雾霾列一份账单，以便有的放矢地采取防治措施。
事实上，环保部门对我市几个主要污染源已经有了基本的判断，为何还要做源解析？武汉市环境监测中心主任梁胜文介绍，以往我市对污染源的研究是单个和相对孤立的，然而当前在制定大气污染防治规划时更加强调“精准治霾”的理念，因此，不仅需要根据污染源的特征做更细的划分，还应对各种污染源所占的比例进行定量分析。以扬尘为例，就分为土壤风沙尘、道路扬尘、建筑施工扬尘，它们所需要的防治措施完全不同。
2013年，《武汉市大气污染成因和控制对策研究》项目被市科技局列入武汉市重大科技专项。承担这项课题的研究团队堪称全国环境学科的智囊：国内最知名的环境专家、北京大学邵敏教授和中科院大气所王自发研究员的团队在研究中担当技术主力，其中PM10源解析工作得到南开大学冯银厂教授研究团队的支持，同时还聚集了武汉大学、中国地质大学（武汉）、中科院测地所、华中科技大学等多所著名高校的科研力量。
1311套样品覆盖四季
从2013年9月正式启动，到2015年底完成初步结论，研究过程历时一年多。加上前期的准备工作和后续的成果论证，整个源解析课题耗时接近三年。
为何需要这么久？梁胜文介绍，为了完成源解析模型的计算，需要海量的大气颗粒物样本，仅仅靠现有的设备自动采样，得出的数据还远远不够。因此，研究人员开展了堪称史无前例的人工采样和分析工作：为了均衡覆盖一年四季，采样工作必须每隔5天进行一次，风雨无阻；对于点位也有严苛的要求，不仅要将能代表武汉市区域特点的点位全部集纳进来，对于市内排污口也要进行采样分析。从2014年2月至2015年9月，采样持续了1年7个月时间，共计获得样品1311套。一个样品从采样到完成解析，需要一周左右时间，要对1300多个样本进行分析，工作量之庞杂可想而知。
此外，由于采样集中在两个年份中，因此，仅仅将采样数据进行模型处理，得出的结论很有可能是片面的。研究人员还综合了往年的历史数据，并结合武汉市能源结构、气象因素、地形地貌等经济社会发展特征，作出全方位的分析。梁胜文介绍，六位评审专家在听取了武汉市的成果汇报后，给予了很高的评价，认为和同期其他省会城市相比，武汉市的采样范围更广泛、研究数据更加详实，结论也更可靠。
PM2.5中“二手货”比重高
源解析结果显示，PM2.5第一大来源是工业生产，包括工业锅炉及窑炉、生产工艺过程等排放的一次颗粒物和二次生成的颗粒物，占比32%；其次是机动车尾气排放，占比27%；再次是燃煤，包括燃煤企业、燃煤电厂、居民散烧等，占比20%；排在第四位的是扬尘，包括裸露表面、建筑施工、道路扬尘、 土壤风沙等，占比9%；其他诸如生物质燃烧、生活源、农业源等占比12%。
这一结论是如何得出的？梁胜文介绍，PM2.5的采样选取了5个具有代表性的监测点位，分别为黄陂区站（新城区上风点）、青山区站（中心城区工业区点）、灰霾站（中心城区居民居住点）、吴家山站（中心城区与新城区结合点）以及沉湖宾馆（理论上不受污染的远郊对照点），从2014年2月至2015年9月，共采集到了564套颗粒物样品。
在对这些颗粒物样品进行分析后，研究人员发现，单个颗粒物主要是由烟尘集合体、飞灰颗粒和矿物颗粒组成，它们有自身突出的形态特征，根据这些特征，便可以判断出排放来源。值得一提的是，PM2.5的组成成分中，硫酸盐与硝酸盐所占比例之和超过了一半，尽管它们大多不是工厂直接排放的颗粒物，却是工业废气在空气中经过二次反应生成的，因此，将工业排放作为第一污染源，并没有“冤枉”它。矿物颗粒、烟尘等有机物在PM2.5的成分中占到一半以上，这和我们日常的认识吻合，即PM2.5主要是二次反应生成。因此，在重视一次排放的颗粒物同时，也要加强对废气尤其是挥发性有机物的控制。
解析结果还显示，各类污染源对PM2.5的影响，在不同的季节情况也不尽相同。其中，春季烟尘占比最高，汽车尾气负主要责任；夏秋季节硫酸盐占比较高，冬季硝酸盐占比较高，都是由于工业排放造成的。
PM10一半以上是“本地产”
源解析结果显示，PM10的主要来源为扬尘25%、燃煤22%、工业生产 21%、机动车19%、其他13%。可以看到，虽然贡献值不同，但四个主要污染来源与PM2.5是一致的。
梁胜文介绍，PM10的采样从2014年10月至2015年9月，历时整整12个月，共采集到了654套样品。采样点覆盖了武汉市9个空气自动监测国控点位，分别为东湖梨园、汉阳月湖、汉口花桥、武昌紫阳、青山钢花、沌口新区、汉口江滩、东湖高新、吴家山。这9个点位本身有大量的连续监测数据可供研究使用，为模型分析奠定了基础。
在一年四季的趋势变化里，春夏两季PM10中元素（原始颗粒）含量较高，研究人员推测，可能是受到沙尘影响；秋季有机物含量显著增加，可能与秸秆焚烧影响有关。总体而言，PM10由于颗粒物较重，一半以上来源于本地污染；并且二次生成的含量低于PM2.5，直接排放的比重较高。因此，要降低PM10浓度，主要应当对本地污染源的一次排放加强控制。
（作者： 编辑：丁燕飞）
