国科大课题组解密北京大气污染主因

国科大课题组解密北京大气污染主因

雾霾是近年来全国人民的痛。起因众说纷纭。

图1  雾霾深锁的京城

中国科学院大学化学与化工学院研究生杨昆昊和何裕建教授等人近期在2017年第3期《中国科学院大学学报》上正式发表了“机动车燃油质量及尾气排放与北京市大气污染的相关性”的研究论文。（2017年5月34卷3期，P304-317；http://journal.ucas.ac.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=12467）。

图2. 在京城道路上塞满的庞大汽车群

此研究论文表明，北京市四种常见品牌的汽油锰含量超标0.5～1.5倍；四种常见品牌的汽油铅含量全部超标，最高超标倍数为2.1倍。测定结果显示S牌（品牌用符号表示，下同）汽油的硫含量超过了国家标准；ZSH和BD两个柴油样品的硫含量均明显超标，其中ZSH柴油样品超标1倍，BD柴油样品超标高达33倍。而北京市的ZSH、ZSY和FC三种品牌的汽油芳烃含量分别为56.7%、52.3%和77.1%，均不符合国家标准（低于50%，质量分数)。

研究结果也表明，在供暖季，北京市汽车尾气排放的CO、NO₂和SO₂分别占总CO、NO₂和SO₂排放的30.1%、72.4%和6.6%；在非供暖季，汽车尾气排放的CO、NO₂和SO₂分别占总CO、NO₂和SO₂排放的53.3%、74.3%和20.3%，而北京市汽车HC排放全年平均分担率约为67.8%。供暖季大气边界层高度的下降及北京市燃煤排放将协同加剧重污染天气的出现（如图3）。

图3 在供暖季，所有排放源排放导致的大气NO₂日均增加浓度为41.0 μg/m³，而在非供暖季为28.0 μg/m³

大气污染物二氧化氮NO₂呈棕色；臭氧O₃主要为光反应引起，呈现淡蓝色；而大气颗粒物主要为灰黑色。这可合理解释雾霾天的大气常呈棕灰色，而有阳光时略带淡蓝色的原因。此外，课题组对PM2.5值进行了定量模拟，得到了较好的经验式，可较准确地预测北京市大气污染情况（图4）。

图4. 理论预测与实际值吻合很好

研究明确指出，燃油质量不达标是北京市大气污染的主要原因，这与上世纪美国洛杉矶的大气污染起因是一样的。为有效治理北京市大气污染，根据研究结果，他们在论文中提出了相关建议。