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芬兰人的研究:用十年解决问题中国雾霾

日期:2015-12-28    来源:澎湃新闻  作者:冯婧

国际节能环保网

2015
12/28
17:01
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关键词: 雾霾 PM2.5 环境质量

2015年10月25日《自然》杂志刊登了一篇名为的《中国正呼吸着令人窒息的混合物》(China is choking cocktail)的文章,文章作者是赫尔辛基大学大气科学系系主任Markku Kulmala教授。文中指出:“如果想要城市室外和室内环境的清洁空气,就需要更深入的理解,尤其是研究不同污染物之间可能发生的不可预测的化学反应。”在过去一年中,Markku Kulmala教授带领其团队,于今年10月下旬,完成了一份名为“美丽北京”的研究项目。

今年11月,在上海举行的北欧设计创意周期间,在“中芬清洁技术、环境和都市设计领域科技创新合作”研讨会上,来自芬兰赫尔辛基大学的Joni Kujansuu博士分享了自己对中国雾霾的研究成果。记者编译了Markku Kulmala教授发表在《自然》杂志的文章《中国正呼吸着令人窒息的混合物》,并整理了Joni Kujansuu博士的讲座内容:

是“全面理解”还是“随它去吧”?

讲座一开始,Joni Kujansuu博士先抛出了一个问题:在谈中国的雾霾问题之前,我们首先要做一个选择,是希望“全面理解”雾霾问题?还是就“随它去吧”(just go blindly)?

这个问题的答案看似非常明显,当我们坐在这样一个场合,聆听关于雾霾的研究时,我们当然希望“全面理解”雾霾问题,但事实上,一旦离开这个场合,就只能“随它去吧”。

Joni Kujansuu博士展示了这张图表,是不同预期的污染物减排对死亡率的影响。紫线表示如果什么都不做,死亡率会越来越高;红线表示如果只是短期的快速治理(如APEC蓝),死亡会减少一段时间,但很快又会继续升高;蓝线则是该研究团队提出的一种综合全面的研究和治理方法,即监测所有的污染物,了解它们之间可能发生的反应,并使用清洁技术解决污染问题。研究团队认为,减少某些特定的污染物只会赢得一些时间,但是这个综合全面的研究方法,可以在10年时间内,让中国的空气质量变得和欧洲一样。

二次污染的复杂现状

Joni Kujansuu博士认为,相比欧洲50-100年前空气污染中相对简单的污染物成分,目前中国空气污染物的成分非常复杂,已经形成了一个“污染物生态系统”。如果要对雾霾有全面理解,首先要知道存在的污染物有哪些,其次,还要了解在不同的污染物之间会发生哪些物理和化学反应,如果没有长期深入的检测研究,就无法预知潜在的化学反应。而目前的空气污染相关研究中,对这些引起二次污染的化学反应还处于初步了解阶段。

在合作机构南京大学地球系统区域过程综合观测试验基地里,研究团队发现,如果控制了一种污染物的含量,也许会让其他污染物的含量增加。比如,在夏天的南京,如果减少氮氧化物的排放,会导致臭氧含量增长10倍,而臭氧增加带来的危害性会更大。所以,如果不了解污染物之间会发生什么反应,只是盲目治理某一种污染物,有可能会带来更大危害。在另一个研究数据中,研究者发现,雾霾会影响天气预报的预测。比如,雾霾减少时,太阳光射入会增加,就会导致气温升高,甚至会改变降雨降雪的情况。

室内空气污染同样不容忽视

空气污染的问题不仅包括室外空气,还包括室内空气。尤其是大城市的居民,大概90%的时间都处在室内环境中,污染物会从室外向室内传输,与室内的烹饪、吸烟、取暖及室内家具释放的污染物混合在一起,造成复杂的室内空气污染。

新近有研究表明,在中国,室内空气污染是第四大对人体的潜在威胁。Markku Kulmala教授研究团队初步研究认为,室内空气的一些污染物含量甚至高于室外空气,他们希望在未来能进行更多室内空气污染的研究。

研究与社会的良性循环

Joni Kujansuu博士还认为,研究与社会之间应该有一个良性的循环,需要一个持续的互动对话过程,同时要让不同的社会层面都加入这个对话和良性循环之中。

基础研究需要资金支持,以转化为知识;这些知识会有助于应用型研究的发展;从而得到创新型产品,即从知识转化成经济收入;这些创新型产品可以解决社会问题,推动政策的发展,继续支持基础研究。

Joni Kujansuu博士认为,治理空气污染不仅是解决环境问题,还会带来巨大的经济效益。相比每年空气污染带来的医疗费用,治理空气污染研究的资金投入实在微不足道,而且空气污染也减少了来中国的外国人旅游和定居数量。Joni Kujansuu博士乐观地指出,如果中国可以在10年内解决雾霾问题,还可以把技术出口到其他发展中国家,如印度、孟加拉等东南亚国家,以及中美南美国家。

如何解决雾霾问题?

在《自然》杂志刊登的《中国正呼吸着令人窒息的混合物》的文章中,Markku Kulmala教授认为,只有了解大气化学才能解决中国的雾霾问题,而中国的中央政府、地方政府、研究机构及大学应积极合作,与全世界的大气化学家(atmospheric chemists)一起,从以下几点解决雾霾问题:

1.建立一个旗舰监测站网络:监测concentrations,fluxes, interactions and feedbacks,以及一般性空气质量及气象数据。每个大城市大概需要5-8个这样的监测站就够了,每个监测站大概需要花费700-1100万美元。同时,也需要一些装在汽车和飞机上的移动检测平台,地面的气柱(air columns)遥感,卫星观测,以及雾霾室(smog chambers)。这样就可以通过历史数据来确定主要的污染物。

2.要立即在一些代表性的住宅和办公楼里,开始进行室内的空气质量测量及监控。

3.大气化学家必须要在高浓度的不同污染物环境中,开始模拟二次污染的反应过程及反馈机制,有了这些模拟实验,就可以进行观察对比。

4.需要确定空气污染与死亡率以及其他健康问题之间有怎样的联系,以确认与健康最相关的污染物有哪些,来源在哪里,然后先来解决这些污染物问题。需要逐步建立一个数据库,来跟踪这些污染物对健康的影响。

5.长期的可持续工程性解决方案要实施,以使空气污染保持在低水平,比如工业中的改进工艺流程和物料流程(improving processes and material flows in industry)。这就需要中国各地的政府机构的能力建设,包括决策过程、立法工具,以及清洁空气的行动计划,慎重考虑空气质量的监测数据。

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记者通过邮件采访了赫尔辛基大学大气科学系系主任Markku Kulmala教授及Joni Kujansuu博士。

记者:“美丽北京”的研究成果有哪些,未来的“美丽中国”研究计划将如何进行?

最初,“美丽北京”的研究成果集中在首都地区,“美丽北京”的研究帮助我们构建了解决空气污染问题的路线图。我们也了解到,中国空气的化学混合物具有当地特色,非常复杂。我们意识到,要在更大范围内来了解这些复杂的化学混合物。解决空气污染问题的路线图,在Markku Kulmala教授发表在《自然》杂志上的文章中有具体阐述。未来,我们需要根据这个路线图,与感兴趣的合作机构一起,采取具体措施。

我们的具体计划如下:

首先,我们要升级现有的工作站监测设施,让其达到能监测所有成分的标准。中国有很多监测站,但多数都不够综合全面。这里“综合全面”是目前工作站的问题,不需要去建新的工作站设施,我们可将现有的工作站作为基础来进行升级。至于我们完成计划要花多少年,取决于中国的决策者和研究团体。

2016年,我们希望能达成升级工作站监测设施的承诺。

2016-2018年,至少花两年时间,升级所有的工作站监测设施,建立全国范围内的新工作站监测网络。

2017-2019年,在设计升级完成后,我们大约需要1-2年时间,来收集足够的数据,开始了解混合物之间的化学反应,了解这些反应如何与天气气候过程互动。

2019年,这是根据监测结果提出具体措施的评估年,如果那时会有政府行动的承诺,有可能可以把整个计划的速度加快一年,当然如果有阻碍,整个计划就会延后。

这些完成以后,就要根据研究结果的建议,依靠国家和地方政府以及私人部门的行动来推动计划。因为保持经济增长很重要,所以具体的计划推进速度很难讲。但如果有各方的承诺,我们相信中国可以在10年内达到清洁的空气,并且不会给经济增长带来过大的影响。当然,刚开始时必然会产生一定影响,但我们相信有足够的技术,可以减少甚至抵消对GDP的负面影响。

记者:为什么赫尔辛基大学的研究团队会对中国的雾霾问题感兴趣,您与哪些中国的研究机构进行了合作?

雾霾现象是一个有趣的科学问题和重要的社会问题,我们会看到新现象的不断出现,因此需要采取具体的行动。我们的研究过程中,中国合作伙伴非常重要,我们需要和学术机构合作,也需要和私人企业合作,才能达到综合的解决方法。我们目前的合作机构有:复旦大学、南京大学、北京大学、清华大学、南开大学、中国环境科学研究院、中国科学院遥感与数字地球研究所、中国科学院大气物理研究所、中国科学院地理科学与资源研究所--中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)、中国科学院化学研究所。

重要的是,先要花时间和经历来建立良好的关系,这样会更快的形成有效的行动。我们尽可能多来中国,在现场工作,与我们的合作机构当面讨论。我们非常幸运能和这些机构进行合作。当然,我们也期待中国内部的不同机构之间能加强合作,能有更多的开放数据的交换。没有数据开放,将很难知道哪些行动是最有效的。一个研究团队无法做所有的事情,没有有效的沟通以及团队之间的信任,最终呈现给决策者的解决方案也许不是最好的,甚至带来阻碍。

社会公众有权力要求我们这些研究者提出最好的解决方法,但是如果我们不能信任彼此,就无法提出最好的解决方法。

记者:你们认为目前世界范围内的雾霾研究处于怎样的状况?

雾霾研究一直在进步,我们提到的综合性的旗舰监测站是关键。在采取实际措施之前,我们需要有全面深入的了解。现在很多人会去对比历史上的雾霾现象,但是这个做法不可取,因为现在的化学混合物已经完全不同。我们亟需最可持续的设备,首先来监测和了解中国的大气中到底在发生什么,没有其他的捷径,否则只是在浪费时间造成更多的悲剧。

记者:今年年初,关于雾霾,人们进行了激烈讨论。作为专业研究者,如何看待这样的讨论?

有时候看别的国家采取的措施是很容易的事情,比如美国和英国的措施。但是,最有效的解决方案必须在中国内部形成,只有中国的方法才能解决中国的问题。尽管,年初的纪录片有些煽情,里面的数据事实也是只言片语,但我理解这是为了给决策者更多压力。有时候,这样的方法会获得成功,但中国更需要的是头脑冷静(coolheadedness)。面临的问题是巨大的,但同时也是巨大的潜力。如果可以解决中国的空气问题,可以想象这在全球范围内的巨大市场潜力。那些短视的急性措施只是在浪费时间、金钱和力气。

记者:还有不同领域的人在试图用不同的方法来应对雾霾,比如荷兰的艺术家设计师Daan Roosegaarde发起的清理雾霾项目(Smog Free project),你们如何看待这些项目?

类似的项目非常重要,但困难的是,如何让这样的想法持续下去,并成为具体的行动。如果只是为了提高意识,这些项目肯定是达到了目的。

记者:对于每天生活在雾霾中的中国的普通民众,您有什么想对大家说的吗?

还有希望,我们相信我们的路线图会带来“美丽中国”,只有深入了解,才能得到最有效的措施。中国人民应当拥有美丽的中国,中国应当更美丽,我们衷心希望能和大家一起共同开拓出通往美丽的道路。

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