美国科学院院刊PNAS于2016年6月27日发表了北京大学环境科学与工程学院朱彤课题组题为“Air pollutant emissions from
Chinese households: A major and underappreciated ambient pollution
source”的论文。该论文强调,中国的居民源对大气污染的贡献大,但至今没有受到足够重视。该论文进而指出,在控制北京冬季大气重污染时,应重点关注居民源排放,如果京津冀同时控制居民源,污染控制效果更大。
京津冀地区是我国大气污染最严重的地区,其空气污染问题备受关注。不利的气象条件、区域输送和二次转化等是导致冬季重污染事件发生的重要原因,而京津冀及周边地区污染源的高强度排放则是问题的根源。
中国对大气污染减排的关注集中于发电、交通和工业领域,虽认识到居民源对室外空气污染的贡献,散煤的控制在北京等地也提上了日程,但缺乏系统、定量的分析,也不是政策关注的重点。朱彤课题组自2012年起,采用耦合化学模块的中尺度数值天气预报模式(WRF-Chem)开展研究,
量化了采暖季节京津冀地区削减居民源的空气质量改善效果,揭示了居民源对室外空气污染不容忽视的贡献。该研究指出,郊区和农村居民采暖和烹饪主要用煤炭和生物质,由于燃烧效率低,并且缺乏烟气处理装置,居民源排放对大气中一次颗粒物和二氧化硫浓度有重要贡献。尤其在北方地区的采暖季节,大量煤炭作为民用供暖能源,以粗放和低能效的方式燃烧,对一次颗粒物排放的贡献甚至超过工业领域。
该研究显示,如果全部控制北京市的居民源排放,将使北京市冬季细颗粒物(PM2.5)浓度下降14 ± 7μg
m-3,或22 ± 6%。而如果同时控制京津冀地区的居民源排放,将使北京市、天津市和河北省冬季PM2.5浓度分别下降28 ± 19 μg•m−3 (40 ±
9%), 44 ± 27 μg•m−3 (43 ± 10%), 和 25 ± 14 μg•m−3 (35 ± 8%),在京津冀地区平均下降36%。
敏感性测试显示,逐步削减京津冀地区25%、50%和75%比例的居民源,可带来近似线性的空气质量改善效果。此外,如果同时控制京津冀地区居民源排放,削减的北京地区大气PM2.5浓度是仅控制北京居民源排放的2倍,这揭示了京津冀地区大气污染区域协同控制的重要性。
该项研究得到了国家自然科学基金项目(21190051, 41121004,
41421064)、欧盟第七框架项目PURGR(265325)、区域环境质量合作创新中心的支持。北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点实验室、北京市工程科学与新兴技术高精尖中心朱彤教授为论文通讯作者,美国加州大学伯克利分校Kirk
R. Smith教授和普林斯顿大学Denise L.
Mauzerall教授为论文的共同通讯作者,朱彤教授指导的博士生刘俊[现为国际应用系统分析研究所(IIASA)研究员]为论文第一作者。
Liu J, Mauzerall DL, Chen Q, Zhang Q, Song Y, Peng
W, Klimont Z, Qiu X, Zhang S, Hu M, Smith KR, Zhu T, 2016, Air pollutant
emissions from Chinese households: A major and underappreciated ambient
pollution source, Proc Nat Acad of Sci,
http://intl.pnas.org/content/early/2016/06/21/1604537113.full
文章链接http://www.pnas.org/content/113/28/7756.full.pdf