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芬蘭人的中國霧霾研究:從“全面理解”開始,用十年解決問題
來源:澎湃新聞 | 作者:馬婧 | 發(fā)布時間: 2015-12-29 | 783 次瀏覽 | 分享到:
2015年10月25日《自然》雜志刊登了一篇名為的《中國正呼吸著令人窒息的混合物》(China is choking cocktail)的文章,文章作者是赫爾辛基大學(xué)大氣科學(xué)系系主任Markku Kulmala教授。文中指出:“如果想要城市室外和室內(nèi)環(huán)境的清潔空氣,就需要更深入的理解,尤其是研究不同污染物之間可能發(fā)生的不可預(yù)測的化學(xué)反應(yīng)。
  2015年10月25日《自然》雜志刊登了一篇名為的《中國正呼吸著令人窒息的混合物》(China is choking cocktail)的文章,文章作者是赫爾辛基大學(xué)大氣科學(xué)系系主任Markku Kulmala教授。文中指出:“如果想要城市室外和室內(nèi)環(huán)境的清潔空氣,就需要更深入的理解,尤其是研究不同污染物之間可能發(fā)生的不可預(yù)測的化學(xué)反應(yīng)?!痹谶^去一年中,Markku Kulmala教授帶領(lǐng)其團隊,于今年10月下旬,完成了一份名為“美麗北京”的研究項目。
  今年11月,在上海舉行的北歐設(shè)計創(chuàng)意周期間,在“中芬清潔技術(shù)、環(huán)境和都市設(shè)計領(lǐng)域科技創(chuàng)新合作”研討會上,來自芬蘭赫爾辛基大學(xué)的Joni Kujansuu博士分享了自己對中國霧霾的研究成果。澎湃新聞編譯了Markku Kulmala教授發(fā)表在《自然》雜志的文章《中國正呼吸著令人窒息的混合物》,并整理了Joni Kujansuu博士的講座內(nèi)容:
  是“全面理解”還是“隨它去吧”?
  講座一開始,Joni Kujansuu博士先拋出了一個問題:在談中國的霧霾問題之前,我們首先要做一個選擇,是希望“全面理解”霧霾問題?還是就“隨它去吧”(just go blindly)?
  這個問題的答案看似非常明顯,當(dāng)我們坐在這樣一個場合,聆聽關(guān)于霧霾的研究時,我們當(dāng)然希望“全面理解”霧霾問題,但事實上,一旦離開這個場合,就只能“隨它去吧”。
不同預(yù)期的污染物減排對死亡率的影響,來自Joni Kujansuu博士
  Joni Kujansuu博士展示了這張圖表,是不同預(yù)期的污染物減排對死亡率的影響。紫線表示如果什么都不做,死亡率會越來越高;紅線表示如果只是短期的快速治理(如APEC藍),死亡會減少一段時間,但很快又會繼續(xù)升高;藍線則是該研究團隊提出的一種綜合全面的研究和治理方法,即監(jiān)測所有的污染物,了解它們之間可能發(fā)生的反應(yīng),并使用清潔技術(shù)解決污染問題。研究團隊認為,減少某些特定的污染物只會贏得一些時間,但是這個綜合全面的研究方法,可以在10年時間內(nèi),讓中國的空氣質(zhì)量變得和歐洲一樣。
二次污染的復(fù)雜現(xiàn)狀
  Joni Kujansuu博士認為,相比歐洲50-100年前空氣污染中相對簡單的污染物成分,目前中國空氣污染物的成分非常復(fù)雜,已經(jīng)形成了一個“污染物生態(tài)系統(tǒng)”。如果要對霧霾有全面理解,首先要知道存在的污染物有哪些,其次,還要了解在不同的污染物之間會發(fā)生哪些物理和化學(xué)反應(yīng),如果沒有長期深入的檢測研究,就無法預(yù)知潛在的化學(xué)反應(yīng)。而目前的空氣污染相關(guān)研究中,對這些引起二次污染的化學(xué)反應(yīng)還處于初步了解階段。
  在合作機構(gòu)南京大學(xué)地球系統(tǒng)區(qū)域過程綜合觀測試驗基地里,研究團隊發(fā)現(xiàn),如果控制了一種污染物的含量,也許會讓其他污染物的含量增加。比如,在夏天的南京,如果減少氮氧化物的排放,會導(dǎo)致臭氧含量增長10倍,而臭氧增加帶來的危害性會更大。所以,如果不了解污染物之間會發(fā)生什么反應(yīng),只是盲目治理某一種污染物,有可能會帶來更大危害。在另一個研究數(shù)據(jù)中,研究者發(fā)現(xiàn),霧霾會影響天氣預(yù)報的預(yù)測。比如,霧霾減少時,太陽光射入會增加,就會導(dǎo)致氣溫升高,甚至?xí)淖兘涤杲笛┑那闆r。
室內(nèi)空氣污染同樣不容忽視
  空氣污染的問題不僅包括室外空氣,還包括室內(nèi)空氣。尤其是大城市的居民,大概90%的時間都處在室內(nèi)環(huán)境中,污染物會從室外向室內(nèi)傳輸,與室內(nèi)的烹飪、吸煙、取暖及室內(nèi)家具釋放的污染物混合在一起,造成復(fù)雜的室內(nèi)空氣污染。
  新近有研究表明,在中國,室內(nèi)空氣污染是第四大對人體的潛在威脅。Markku Kulmala教授研究團隊初步研究認為,室內(nèi)空氣的一些污染物含量甚至高于室外空氣,他們希望在未來能進行更多室內(nèi)空氣污染的研究。
研究與社會的良性循環(huán)
研究與社會良性循環(huán)示意圖,來自Joni Kujansuu博士
  Joni Kujansuu博士還認為,研究與社會之間應(yīng)該有一個良性的循環(huán),需要一個持續(xù)的互動對話過程,同時要讓不同的社會層面都加入這個對話和良性循環(huán)之中。
  基礎(chǔ)研究需要資金支持,以轉(zhuǎn)化為知識;這些知識會有助于應(yīng)用型研究的發(fā)展;從而得到創(chuàng)新型產(chǎn)品,即從知識轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟收入;這些創(chuàng)新型產(chǎn)品可以解決社會問題,推動政策的發(fā)展,繼續(xù)支持基礎(chǔ)研究。
  Joni Kujansuu博士認為,治理空氣污染不僅是解決環(huán)境問題,還會帶來巨大的經(jīng)濟效益。相比每年空氣污染帶來的醫(yī)療費用,治理空氣污染研究的資金投入實在微不足道,而且空氣污染也減少了來中國的外國人旅游和定居數(shù)量。Joni Kujansuu博士樂觀地指出,如果中國可以在10年內(nèi)解決霧霾問題,還可以把技術(shù)出口到其他發(fā)展中國家,如印度、孟加拉等東南亞國家,以及中美南美國家。
如何解決霧霾問題?
  在《自然》雜志刊登的《中國正呼吸著令人窒息的混合物》的文章中,Markku Kulmala教授認為,只有了解大氣化學(xué)才能解決中國的霧霾問題,而中國的中央政府、地方政府、研究機構(gòu)及大學(xué)應(yīng)積極合作,與全世界的大氣化學(xué)家(atmospheric chemists)一起,從以下幾點解決霧霾問題:
  1、建立一個旗艦監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò):監(jiān)測concentrations,fluxes, interactions and feedbacks,以及一般性空氣質(zhì)量及氣象數(shù)據(jù)。每個大城市大概需要5-8個這樣的監(jiān)測站就夠了,每個監(jiān)測站大概需要花費700-1100萬美元。同時,也需要一些裝在汽車和飛機上的移動檢測平臺,地面的氣柱(air columns)遙感,衛(wèi)星觀測,以及霧霾室(smog chambers)。這樣就可以通過歷史數(shù)據(jù)來確定主要的污染物。
  2.要立即在一些代表性的住宅和辦公樓里,開始進行室內(nèi)的空氣質(zhì)量測量及監(jiān)控。
  3.大氣化學(xué)家必須要在高濃度的不同污染物環(huán)境中,開始模擬二次污染的反應(yīng)過程及反饋機制,有了這些模擬實驗,就可以進行觀察對比。
  4.需要確定空氣污染與死亡率以及其他健康問題之間有怎樣的聯(lián)系,以確認與健康最相關(guān)的污染物有哪些,來源在哪里,然后先來解決這些污染物問題。需要逐步建立一個數(shù)據(jù)庫,來跟蹤這些污染物對健康的影響。
  5.長期的可持續(xù)工程性解決方案要實施,以使空氣污染保持在低水平,比如工業(yè)中的改進工藝流程和物料流程(improving processes and material flows in industry)。這就需要中國各地的政府機構(gòu)的能力建設(shè),包括決策過程、立法工具,以及清潔空氣的行動計劃,慎重考慮空氣質(zhì)量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
  首先,我們要升級現(xiàn)有的工作站監(jiān)測設(shè)施,讓其達到能監(jiān)測所有成分的標準。中國有很多監(jiān)測站,但多數(shù)都不夠綜合全面。這里“綜合全面”是目前工作站的問題,不需要去建新的工作站設(shè)施,我們可將現(xiàn)有的工作站作為基礎(chǔ)來進行升級。至于我們完成計劃要花多少年,取決于中國的決策者和研究團體。
  2016年,我們希望能達成升級工作站監(jiān)測設(shè)施的承諾。
  2016-2018年,至少花兩年時間,升級所有的工作站監(jiān)測設(shè)施,建立全國范圍內(nèi)的新工作站監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
  2017-2019年,在設(shè)計升級完成后,我們大約需要1-2年時間,來收集足夠的數(shù)據(jù),開始了解混合物之間的化學(xué)反應(yīng),了解這些反應(yīng)如何與天氣氣候過程互動。
  2019年,這是根據(jù)監(jiān)測結(jié)果提出具體措施的評估年,如果那時會有政府行動的承諾,有可能可以把整個計劃的速度加快一年,當(dāng)然如果有阻礙,整個計劃就會延后。
  這些完成以后,就要根據(jù)研究結(jié)果的建議,依靠國家和地方政府以及私人部門的行動來推動計劃。因為保持經(jīng)濟增長很重要,所以具體的計劃推進速度很難講。但如果有各方的承諾,我們相信中國可以在10年內(nèi)達到清潔的空氣,并且不會給經(jīng)濟增長帶來過大的影響。當(dāng)然,剛開始時必然會產(chǎn)生一定影響,但我們相信有足夠的技術(shù),可以減少甚至抵消對GDP的負面影響。
  澎湃新聞:為什么赫爾辛基大學(xué)的研究團隊會對中國的霧霾問題感興趣,您與哪些中國的研究機構(gòu)進行了合作?
  霧霾現(xiàn)象是一個有趣的科學(xué)問題和重要的社會問題,我們會看到新現(xiàn)象的不斷出現(xiàn),因此需要采取具體的行動。我們的研究過程中,中國合作伙伴非常重要,我們需要和學(xué)術(shù)機構(gòu)合作,也需要和私人企業(yè)合作,才能達到綜合的解決方法。我們目前的合作機構(gòu)有:復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)、南開大學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)研究院、中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所、中國科學(xué)院大氣物理研究所、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所--中國陸地生態(tài)系統(tǒng)通量觀測研究網(wǎng)絡(luò)(ChinaFLUX)、中國科學(xué)院化學(xué)研究所。
  重要的是,先要花時間和經(jīng)歷來建立良好的關(guān)系,這樣會更快的形成有效的行動。我們盡可能多來中國,在現(xiàn)場工作,與我們的合作機構(gòu)當(dāng)面討論。我們非常幸運能和這些機構(gòu)進行合作。當(dāng)然,我們也期待中國內(nèi)部的不同機構(gòu)之間能加強合作,能有更多的開放數(shù)據(jù)的交換。沒有數(shù)據(jù)開放,將很難知道哪些行動是最有效的。一個研究團隊無法做所有的事情,沒有有效的溝通以及團隊之間的信任,最終呈現(xiàn)給決策者的解決方案也許不是最好的,甚至帶來阻礙。
  社會公眾有權(quán)力要求我們這些研究者提出最好的解決方法,但是如果我們不能信任彼此,就無法提出最好的解決方法。
  澎湃新聞:你們認為目前世界范圍內(nèi)的霧霾研究處于怎樣的狀況?
  霧霾研究一直在進步,我們提到的綜合性的旗艦監(jiān)測站是關(guān)鍵。在采取實際措施之前,我們需要有全面深入的了解?,F(xiàn)在很多人會去對比歷史上的霧霾現(xiàn)象,但是這個做法不可取,因為現(xiàn)在的化學(xué)混合物已經(jīng)完全不同。我們亟需最可持續(xù)的設(shè)備,首先來監(jiān)測和了解中國的大氣中到底在發(fā)生什么,沒有其他的捷徑,否則只是在浪費時間造成更多的悲劇。
  澎湃新聞:今年年初,關(guān)于霧霾,人們進行了激烈討論。作為專業(yè)研究者,如何看待這樣的討論?
  有時候看別的國家采取的措施是很容易的事情,比如美國和英國的措施。但是,最有效的解決方案必須在中國內(nèi)部形成,只有中國的方法才能解決中國的問題。盡管,年初的紀錄片有些煽情,里面的數(shù)據(jù)事實也是只言片語,但我理解這是為了給決策者更多壓力。有時候,這樣的方法會獲得成功,但中國更需要的是頭腦冷靜(coolheadedness)。面臨的問題是巨大的,但同時也是巨大的潛力。如果可以解決中國的空氣問題,可以想象這在全球范圍內(nèi)的巨大市場潛力。那些短視的急性措施只是在浪費時間、金錢和力氣。
  澎湃新聞:還有不同領(lǐng)域的人在試圖用不同的方法來應(yīng)對霧霾,比如荷蘭的藝術(shù)家設(shè)計師Daan Roosegaarde發(fā)起的清理霧霾項目(Smog Free project),你們?nèi)绾慰创@些項目?
  類似的項目非常重要,但困難的是,如何讓這樣的想法持續(xù)下去,并成為具體的行動。如果只是為了提高意識,這些項目肯定是達到了目的。
  澎湃新聞:對于每天生活在霧霾中的中國的普通民眾,您有什么想對大家說的嗎?
  還有希望,我們相信我們的路線圖會帶來“美麗中國”,只有深入了解,才能得到最有效的措施。中國人民應(yīng)當(dāng)擁有美麗的中國,中國應(yīng)當(dāng)更美麗,我們衷心希望能和大家一起共同開拓出通往美麗的道路。