刘欢|机动车减少仍现污染 “疫情霾”锁定“元凶”
【刘欢|机动车减少仍现污染 “疫情霾”锁定“元凶”】
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机动车减排与区域传输对北京市“疫情霾”的作用简图 。刘欢供图
■见习采访人员 田瑞颖
在年初新冠肺炎疫情和春节长假的双重作用下，北京居民人数大幅减少，机动车污染物也大幅下降 。然而就在这“寂静的春天”里，北京却发生了严重的空气污染 。人们不禁质疑，为何会产生“疫情霾”？交通排放控制对雾霾究竟是否有效？
就此，清华大学环境学院副教授刘欢团队近日在《环境科学与技术》发表最新研究成果 。该团队发现，疫情期间机动车排放减少与空气质量恶化的关系，核心作用机制其实是臭氧浓度的上升 。
“对于颗粒物来说，作为氧化剂的臭氧和作为‘原料’的前体物浓度增加不是在同一区域 。北京城区由于机动车活动减少带来较为明显的臭氧浓度上升，但这不是颗粒物生成的主要区域，而是在周边‘原料’丰富的区域生成了很多二次颗粒物，这些颗粒物又传输回北京，形成霾 。”刘欢在接受《中国科学报》采访时说 。
区域传输不容忽视
实际上，车辆排放控制一直被认为是减轻特大城市空气污染的有效方法 。无论是对新车登记实行严格的控制，还是车牌限号等措施，都为减少交通排放做出了巨大努力 。
据北京市环保局2018年发布的PM2.5（细颗粒物）的来源解析结果，移动源（包括机动车和非道路机械）占比达到45% 。相比2014年的解析结果，机动车对PM2.5的贡献率增长了30% 。这也加深了人们对交通排放控制有助于空气质量改善的认知 。
然而，基于城市交通大数据，刘欢团队发现，疫情暴发后北京市路网平均速度提高了14%~31%，各类车型的平均日行驶里程下降了28%~55%，交通活动大幅下降，机动车主要污染物排放量较平日也下降超过50% 。
但北京PM2.5浓度在此期间不降反升，出现过两次污染事件，其间日均浓度超过150 μg/m3，产生出乎意料的“疫情霾” 。由此可见，两者的关系并不简单 。
刘欢认为，尽管最近一些研究已经大规模调查了中国雾霾的成因，但很少关注车辆排放的详细变化及其对加剧特大城市雾霾形成的影响 。
为解开交通排放控制与雾霾之间具体关系的谜团，刘欢团队基于排放清单、空气质量观测和数值模型，对北京“疫情霾”进行了深入的研究 。
刘欢团队发现，“疫情霾”主要是由于PM2.5与其前体物之间的非线性响应关系：疫情暴发后机动车NOx（氮氧化物）减排多而VOC（易挥发的有机物质）减排少，不平衡的污染物排放量下降引起了城区的大气氧化性显著上升，但大气氧化性上升最显著的区域与二次颗粒物上升最显著的区域并不重叠 。
也就是说，受疫情影响，北京市本地缺乏足量的PM2.5气态前体物，因此即使臭氧浓度增加，也没有造成显著的本地二次颗粒物生成 。而北京周边地区不间断工序的工业源等会释放足量的PM2.5前体物，大幅促进二次颗粒物的生成，通过区域间传输至北京市，造成PM2.5污染加剧 。“这抵消了一次减排带来的收益 。”刘欢说 。
科学制定管控策略
无独有偶，在刘欢看来，美国加州等城市的“臭氧周末效应”也是类似机制，但北京的“疫情霾”具有一些独特的现象和机理 。
刘欢对采访人员解释道，一是在新冠肺炎疫情的管控下，机动车减排量大、时间长、影响范围广，以往的研究中很难看到如此大的大气化学扰动；二是在这种强扰动下，发展了分析方法、改进了基础数据、实现了模拟和观测的吻合，“这意味着研究手段会更可靠、更具有鲁棒性” 。
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