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监测PM2.5:新标准后的大气污染事件

2013-01-28 11:35 作者:吴丽玮、(实习记者王玄)来源:三联生活周刊
北方地区连续数日被大规模灰霾天气所笼罩,北京的PM2.5浓度最高时超过900微克/立方米。在执行新的《环境空气质量标准》之后,污染物的浓度开始对外公布。

雾霾

1月13日下午,北京空气污染严重,一个小女孩手持气球站在三里屯广场上。女孩的鼻子接着呼吸管,吸着气球中仅剩的空气。环保志愿者通过这种行为艺术呼吁公众关注PM2.5对人体健康的危害

监测PM2.5

与过往相比,本月在京津冀地区持续数日的严重空气污染有了新的参考指标。2013年1月1日,经过3个月试运行后,北京35个PM2.5监测站点首次开始正式发布污染物监测数据。在北京市环保局的网站上可以看出,从1月10日开始,北京的23个城市环境评价点中,除了延庆镇和昌平镇分别属于轻度污染和中度污染外,其余均属于重度污染或严重污染。这一状态一直持续到1月15日才有所减轻,大多数监测站的监测结果回到三级,轻度污染。这些天的首要污染物均为细颗粒物,即我们俗称的PM2.5,即粒径在2.5微米以下的颗粒物。

在新标准出台前,民众已经开始了包括采用民间设备自测在内的对PM2.5的体察实验。环保组织“绿色和平”在2012年12月完成了首次“个体日均PM2.5暴露浓度研究”,该组织气候与能源项目主任周嵘告诉本刊记者,首批实验选择了7名北京居民,他们随身佩戴PM2.5个体采样器,佩戴时间从几个小时到几天不等,采样器可以自动抽取一定体积的空气,将PM2.5截留在滤膜上,拿回实验室可以分析出在采样时间内的PM2.5平均浓度。这个项目并不具有统计学意义,仅仅是为了让个体感受周围环境中PM2.5浓度的真实水平。“从出门到回家都要佩戴仪器,在卧室睡觉时也可以把它放在枕边,只是希望能给人们更直观的感受,感觉到你鼻子里吸入多少PM2.5。”周嵘说。

这7个人分别是户外运动者、出租车司机、5岁小朋友、环保人士、外籍职员、软件工程师和私企老板,每人活动轨迹不同,检测结果也略有差异。其中户外运动者钟峪个体暴露浓度的平均值最高,达到了152.73微克/立方米,国家新标准对PM2.5浓度的限值为75微克/立方米。2012年11月25日,钟峪背着个体采样器参加了北京国际马拉松比赛。这天早上7点,前门东大街官方监测点的PM2.5指数已经达到了332,属于重度污染,钟峪从8点45分在此起跑,一开始戴着口罩,后来觉得影响呼吸就拿掉了,6个多小时后她跑完全程。由于运动时肺的通气量是安静时的10至16倍,因此户外运动者受空气污染影响会尤为严重。

PM2.5是美国空气质量标准中采用的指示性颗粒物,目前它也长期居于北京等城市的首要污染物地位。由于老标准没有对该数据的测算,在能见度很低的阴霾天气里,环保部门“轻微污染”的评价很难服众。与老标准的话语体系不同,最新的监测指标正在“努力消除公众主观感观与监测评价结果不完全一致的现象”——2012年2月29日,环保部批准了新的《环境空气质量标准》,其中提出了这样的目标。新标准定于2016年起在全国实施,京津冀、长三角、珠三角等区域和若干其他城市将在2012年率先实施,在此阶段的监测项目从原来标准中的二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物(即PM10)三项扩展到包括细颗粒物(即PM2.5)、臭氧和一氧化碳,共6项指标。

在周嵘看来,新标准最大的优点是更新了对数据有效性的要求。“以前政府在这方面的考核标准是两重,一重是污染物的年均值考核,一重是蓝天数。两个数据都是受到质疑的。”以PM10为例,老标准规定选择每天12个采样数据计算日均值,选择每年60天的日均值计算年均值。监测数据每小时采样一次,一天共有24个,选择哪12个来计算日均值有很大的弹性空间,一年中每月5天入选计算年均值同样如此。蓝天数是指每年空气质量一级和二级的天数和,如果当天的首要污染物是PM10,表征空气质量的空气污染指数(API)会将PM10的日均值带入算出当天的API指数,如果PM10的日均值小于150微克/立方米,API指数就会小于100,当天的空气质量就在二级以上。对比老标准,新标准对样本的选择更加严格,除臭氧以8小时为一个单位计算外,其他5类污染物的日均值要取20个小时的样本,年均值要取324天的日均值来计算。“没有全部选择24个数据是因为有些极值可能是仪器误差造成的,类似于比赛时去掉最高分和最低分。这大大减少了人为操作的空间,也是对技术人员的一种保护,他们受到的压力会更小。”周嵘对本刊记者说。

新的表征空气质量的指数叫作“空气质量指数”,即AQI。按照数值不同,AQI分为六级,50以下是一级,空气质量为优;300以上为六级,严重污染。AQI和老标准中的API都是通过一个复杂的计算公式得出的,AQI比后者计算标准更严格,比如如果一天的二氧化氮平均浓度为100毫克/立方米,用AQI评级为三级,超标,而用API评级则为二级,达标。AQI是国际通行的评价标准,频频爆表的美国大使馆监测数据也是采用这个标准,但周嵘说,它的数据科学性值得商榷。“美国大使馆在Twitter上发布的北京PM2.5监测数据是使用每小时数据计算出来的,但在美国国内,使用的数据是24小时均值。在国际上,使用24小时均值是公认为科学的计算方法。”AQI国际通行的计算方法是,先将6种污染物的日均值进行空气质量分指数(IAQI)计算,6种污染物的IAQI最大值即为AQI,如果该值大于50,该污染物即为当天的首要污染物。

污染从何而来

北方地区持续数日的灰霾天气为何产生?简单分析起来不外乎两点。中国科学院大气物理研究所研究员王跃思告诉本刊记者,外因是极其不利于污染物扩散的天气过程和气象条件。我国华北、山东及河南等地在当时近地面大气非常稳定,严重阻碍了空气的水平流通;空气湿度大,逆温层厚,进一步阻碍了空气垂直方向的对流输送,混合层高度低,空气大气污染物容量急剧减小,导致了局地和区域污染物的迅速积累。同时污染源排放强度大仍然是主因。

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