治霾，中科院在行動

中科院生態中心研究員賀泓（右一）與科研人員做實驗。

剛剛過去的2月，霧霾再次牽動國人的神經。在國家層面，黨中央國務院高度重視霧霾的治理工作，將其提升到國家生態文明建設和轉方式、調結構的關鍵措施的戰略高度。

面對國家需求與國人期望，作為科技國家隊的中國科學院已經開始了行動。

“大氣污染既是科學前沿也是國家重大需求，與百姓的健康息息相關，中科院要進一步提高責任感、增強緊迫感，切實承擔起國家戰略科研力量的歷史責任。”中科院院長、黨組書記白春禮在多個場合反復向科研人員如此強調。

全國人大代表、中科院副院長丁仲禮則表示，目前討論某個污染源頭占排放總量的百分之幾的問題，實際上意義不大。我們應該抓緊行動，在煤炭使用中盡快做到脫硫、脫硝、除塵，機動車的減排也要馬上行動。

在院領導的組織派遣下，多個研究團隊相繼投入到與霧霾相關的研究課題中。治理霧霾的科技之戰已經打響，“知己知彼”的科學探索與“建言獻策”的政策咨詢正在路上。

追根溯源 鎖定兩大污染“元兇”

致使霧霾發生的“元兇”是什么？這不僅是公眾主要的疑惑點，也是科學家們試圖通過多種手段來解答的科學問題。

中科院的科學家給出了問題的答案。

中科院生態環境研究中心研究員王躍思告訴《中國科學報》記者，中科院在全國布設了由40個站（點）組成的大氣質量聯合觀測網，覆蓋了京津冀、長三角、珠三角等重點區域，為我國大氣質量開展長期、定位和聯網觀測提供精確的科學數據。

“中科院是最早做PM2.5全國濃度分布圖的機構，我們從2011年、2012年就開始做相關的工作。”王躍思表示。

針對霧霾污染最為嚴重的京津冀地區，王躍思的研究團隊進行了重點觀測、分析。十幾年的連續觀測數據在科學家面前匯成了該區域的霧霾污染源比例變化圖。

“我們通過對2009年以后三年京津冀多城市的PM2.5來源空間進行解析，發現北京、天津、河北保定和唐山四個城市的PM2.5主要來源均為燃煤、機動車、工業和餐飲。”王躍思表示。

在科學觀測數據面前，霧霾污染元兇們不僅“原形畢露”，各個污染物所占的比例也一目了然。其中，河北城市燃煤、機動車、工業和餐飲所占份額分別約為44%、14%、9%和8%，天津分別約為25%、21%、18%和6%，北京的則為30%、22%、12%和13%。

為了重點研究北京霧霾發生的原因與過程，王躍思團隊還將2013年1月與2014年2月兩次重度霧霾事件拿出來，仔細分析每個時段的污染物成分。

“經過進一步研究分析，我們得出結論：北京地區的霾污染主要形成于周邊區域的工業燃煤污染輸送，而加強于本地機動車排放的疊加。”王躍思表示。

詳細的觀測數據可以說明一切，燃煤和機動車排放這兩大污染源被“揪”了出來——二者在重污染時段所發生的作用占到70%以上。

這一結論一經公布，立即引起了主流媒體的關注，也得到科學家同行的普遍認可。專家指出，盡管霧霾治理尚未取得較大的成效，人們心理上的陰霾與疑慮或許在中科院研究成果公布的同時有所減退。

抽絲剝繭 探索二次顆粒物形成過程

氣態前體污染物如何在大氣中快速轉化形成二次細顆粒物是我國大氣霧霾研究的前沿和挑戰性科學問題。

“在成霾污染過程中，二次生成細顆粒物可占PM2.5的60%～70%以上。”中科院生態中心研究員、中科院戰略性先導科技專項B“大氣灰霾追因與控制”首席科學家賀泓在接受《中國科學報》記者采訪時強調，解析大氣中二次顆粒物的轉化過程可以為未來治理霧霾提供科學支撐。

據賀泓介紹，作為PM2.5重要二次組分的硫酸鹽與霧霾的成因密切相關，它有很強的光散射效應，對全球氣候變化和區域空氣質量具有重要影響，“近年來，大氣中二氧化硫轉化為硫酸鹽的機制成為國際大氣化學研究的熱點和前沿問題”。

賀泓帶領科研團隊向這一科學難題發起了攻關。

科學家們通過實驗發現，單獨的二氧化硫轉化成硫酸鹽是比較慢的過程，氮氧化物可以很快被氧化成硝酸鹽，但當這兩種污染物同時存在時，氮氧化物會極大促進二氧化硫向硫酸鹽的轉化。

現實的觀測數據也驗證了科學家們的發現：北京市區與郊區的二氧化硫的濃度基本相當，而在大氣中差異最大的便是機動車排放的氮氧化物濃度。

“通過反復實驗室模擬研究和外場觀測，我們發現：在大氣復合污染條件下，大氣氧化性增強，氣態污染物向顆粒態污染物轉化呈現暴發性增長，污染物的大氣環境容量下降，造成我國中東部地區霧霾頻發。”賀泓告訴《中國科學報》記者。

北京霧霾污染與倫敦煙霧事件常常被相提并論，然而前者的二氧化硫濃度僅僅是后者的十分之一。專項研究團隊的成果解釋了為什么北京在二氧化硫不高的情形下，仍然頻現霧霾天這一令人困擾的現象。

“我國的大氣復合污染導致的環境容量下降，很大程度上抵消了我們長期以來的大氣污染控制，尤其是脫硫技術應用取得的成績，這對我國大氣灰霾治理提出了前所未有的挑戰。”賀泓表示。

建言獻策 凸顯科技咨詢力量

對于社會熱點問題，科學研究固然重要，可是要促成問題的解決以及科學發現、科學成果的轉化還要訴諸于政策的力量。

對于處于輿論焦點的北京霧霾，王躍思通過科學觀測與科學分析推導出了政策建議。

王躍思告訴記者，北京及周邊在近期污染過程中采取的應急措施和為空氣質量達標所采取的長效環保措施已經顯示出效果，“污染物濃度比去年1月份總體下降20%～30%，但大氣能見度沒有明顯下降，因此，公眾直觀感覺嚴重程度與去年1月相同”。

“要讓公眾感覺有明顯好轉，更要大力削減污染物排放，使大氣PM2.5濃度下降到100微克/立方米以下，才會顯示出明顯的效果。”王躍思表示，鑒于此次霧霾事件PM2.5中硫酸鹽濃度下降、硝酸鹽濃度上升的特點，“我們常常提到的脫硫、脫硝和除塵三措施中的脫硝亟須加強”。

基于研究成果，專項研究團隊形成共識：我國的能源消耗強度決定了中東部的污染已經大大超越了環境容量，“我國有必要實行比發達國家更嚴格的排放標準”。

“我們提出要優先控制氮氧化物和揮發性有機化合物排放的策略，它們都是增加大氣氧化性的前體物；大型模擬艙的建設也非常必要，可以為我國大氣污染治理研究提供更完整的、更大的平臺。”賀泓告訴《中國科學報》記者，“對于霧霾的研究，在科學上是無止境的。”

灰霾不休，有關霧霾與治理之道的研究和探索就不止。

正如白春禮所言，灰霾的預測和治理已成為“人不分貴賤、地不分南北”的社會焦點。中科院正在集中院內外優勢力量，圍繞重點地區、重點季節、重點天氣、重點問題集中攻關，像“抗震救災”時那樣集中精力全面應對。