海淀區西北部一處汽修集中地,一輛裝載著VOCs(揮發性有機物)監測設備的走航監測車停靠在這里。天窗伸出去一根采樣管,車上裝著一臺質譜監測儀,北京市生態環境監測中心工程師張博韜緊盯電腦屏幕,VOCs濃度以彩色柱狀圖形式直觀呈現。
充分發揮高科技優勢,北京開發出一系列國內首創、國際一流的科技治污技術。PM2.5源解析、國際一流的“天空地”立體監測網絡、國際首個重型柴油車監測平臺……在這些“千里眼”和“順風耳”的聯合監控下,科研人員對大氣污染物的監控和追擊,逐漸由疏到密,由淺入深。
高科技手段將治污從“漫天撒網”提升到“精準定向”,助力北京打了一場漂亮的“翻身仗”。2022年,北京市空氣質量優良天數達到288天,占比接近八成,較2013年增加112天。其中一級優天數138天,較2013年增加97天。“冬奧藍”“一微克藍”成為首都的靚麗底色。
(資料圖)
精準治污,使得北京藍天的成色越來越足,也為全球治理大氣污染提供了中國智慧。
PM2.5源解析,給大氣“把脈問診”
“人生病了,要去醫院化驗體檢,找出病根兒。城市大氣生病了,也是如此。”時間回到2013年,這一年,北京PM2.5年均濃度高達89.5微克/立方米,超過國家標準(35微克/立方米)約1.5倍。當時的北京一度“談霾色變”,科學精準治污已迫在眉睫。北京市生態環境監測中心主任劉保獻說,他們要帶北京的大氣去“看病”。而PM2.5源解析,就是給大氣“把脈問診”。
PM2.5,是形成霧霾天氣的重要成分。源解析,就是從組分上對PM2.5的來源做精準判定,這項技術和研究方法當時在國內尚屬空白。
在劉保獻的帶領下,北京市生態環境監測中心用一年時間,組織研發出PM2.5中200多種化合物的監測方法,從而邁出歷史性的一步。
2014年,北京率先在全國發布第一輪PM2.5源解析結果。“當時解析的結果,北京的污染物來源中,區域傳輸占三分之一,在本地來源中,移動源占31.1%,燃煤源占22.4%,還有揚塵源、工業源。”劉保獻回憶。
參照這四大來源,針對性的治理方法被融入《北京市2013-2017年清潔空氣行動計劃》中,圍繞機動車、燃煤、工業、揚塵等污染源共制定84項重點細化措施,并壓實到全市相關部門。同時,還結合污染物的區域傳輸特征,把相應策略融入到京津冀區域聯防聯控中。
精準治理,收效明顯。三年后,北京市PM2.5年均濃度下降到58微克/立方米,和2013年相比,降幅達到35.6%。這套PM2.5源解析技術也為全國其他地區建立源解析技術體系提供了參照系。
天空地一體,治污布下“天羅地網”
鎖定污染物來源后,如何對這些“敵兵”進行精密監測、精準打擊?一張“天羅地網”正在展開。
“通過分析遙感監測數據,我們能把污染物什么時候過境,大概覆蓋什么范圍,從什么角度過來等信息都了解清楚,然后再進行后續處理。”在北京市生態環境監測中心,遙感監測室副主任姜磊站在一組大型處理器前,看著衛星剛剛傳輸回來的區域污染物組分數據介紹說。他以污染物VOCs為例做了監測演示。幾分鐘后,旁邊的中控屏上就形成一張清晰的彩色熱點網格圖,顏色深淺不一,北京各個區域大氣中的VOCs濃度清晰可見。
“我們把北京各地的自然地理特征、社會經濟發展要素(商場、酒店、居民樓等)都輸入進去,按3.5公里×3.5公里一個格子平鋪開來,就能精準分析那個區域的具體污染情況。”北京市生態環境監測中心工程師王新輝解釋。VOCs,即揮發性有機物,它是產生PM2.5和臭氧的重要前體物。近年來,北京大氣治污進入到PM2.5和臭氧協同控制的階段,VOCs治理就成了目前大氣治污的重中之重。
為了更好地了解監測過程,記者跟隨監測人員,走進了一輛走航監測車。眼前的這輛車,車頂伸出一根鋼制采樣管,與車內的一臺質譜分析儀相連。
遙感顯示,海淀區西北部的一處汽修集群VOCs數值較高。走航監測車馬上啟動,駛入高數值地域,進行更細致地分辨。張博韜坐在走航車里,緊盯著筆記本電腦屏幕上的VOCs濃度彩色柱狀圖。“這個柱越高,顏色越紅,就代表這個地方的污染物濃度越高,柱狀圖每5秒就會刷新一次。”張博韜解釋,“執法人員現在就可以根據鎖定的位置直奔目標了。”
如果想對污染物成分進行準確定量,還可以繼續借助更為精準的實驗室手工分析手段。監測人員拿著一個玻璃球瓶的采樣罐,回到北京市生態環境監測中心的分析實驗室。高級工程師丁萌萌接到這罐空氣樣品,將其連接到大氣預濃縮/氣相色譜-質譜上,一個小時后,VOCs檢測結果就顯示在電腦屏幕上。“我們目前在北京已經布設了VOCs手工組分監測網,把采樣設備放在采樣點位,通過遠端遙控,可以采集到具有代表性的樣品。這種采樣方式,既可以采集環境當中的,還可以采集污染源的空氣樣品,污染源和環境兼顧,既靈活又準確。”丁萌萌介紹。
依托傳感器監測技術,北京建立起覆蓋全市街鄉鎮的高密度熱點網格監測體系,對PM2.5濃度實時監測,從而為制定政策、壓實污染監管主體責任提供依據。“參照熱點網格監測結果,我們指導幫扶PM2.5排名靠后的街道鄉鎮和各區,制定年度大氣污染防治行動計劃,大概有三四十項,其中就涉及各部門、各領域的減排措施,年底還會對各項任務完成情況進行考核。”北京市生態環境局大氣環境處莊子威介紹。
通過衛星遙感、車載走航、手工監測和熱點網格這一整套點面結合的監測方式,北京在全國率先建成國際一流的“天空地”立體監測網絡,實時監測空氣中各種主要污染物的變化情況,為治理和消滅污染物布下“天羅地網”。
管住“重柴”,全球首個監測平臺上線
除了日常熟知的移動源、燃煤源、揚塵源等排放源,影響空氣質量的還有重型柴油車、非道路移動機械等容易被人們忽略的污染源。對這些污染源,北京也不遺余力地開發和使用高科技手段,進行精確監控,避免“漏網之魚”。國際首個重型柴油車監測平臺的上線就是最好例證。
“踩油門!對,松油門10秒,然后再踩……”
在通州區臺湖鎮的一家混凝土企業院內,檢測人員董立興正對多輛重型柴油混凝土攪拌車進行尾氣檢測。隨后,他仔細把各項參數錄入手機執法軟件:“國標檢測限值是1.32,它現在是0.08,達標了。”
2020年1月1日起,北京對所有重型柴油新車實施國六B排放標準。北京市生態環境保護綜合執法總隊執法八支隊三級主辦李彬介紹:“重型柴油車是氮氧化物的主要排放源,2022年全年,北京共檢查重型柴油車268萬輛次,檢查超標率在2.4%左右。而在2012年,尾氣抽測超標率曾高達15%。”
穩步向好的執法數據,離不開技術的加持。2018年,北京市正式投用全球首個重型柴油車排放遠程在線監測平臺,利用物聯網、大數據技術手段,突破了海量高并發數據接收與解譯的瓶頸,可實時追蹤所有聯網車輛的排放狀態。
近年來,這個平臺為北京有效監管重型柴油車提供了技術支撐。截至目前,平臺監測車輛超過14萬輛,占全市重型車保有量的一半以上。“每一臺車上都安裝了遠程監控終端,它的車速、在哪兒行駛、后處理裝置運行是否正常都可以實時監測,如果存在超標排放,通過平臺預警,就可以進行針對性地執法和監管。”北京市生態環境監測中心污染源室主任楊妍妍介紹。
從PM2.5源解析,到“天空地”立體監測網絡,再到國際首個重型柴油車監測平臺,北京科技治污手段形成了一套完整的科學體系,一微克、一微克地“摳”出了北京的藍天。由此形成的衛星遙感、環境DNA技術等多種創新監測手段,還被運用到水和土壤的監測保護中。進入“十四五”,北京更加突出精準治污、科學治污、依法治污,深入推進“一微克”行動和區域聯防聯控聯治,進一步推進大數據、區塊鏈、人工智能等新技術在監測領域的深度應用,打造國際領先的生態環境監測“智能感知”創新示范基地,借助高科技力量,為首都率先建設人與自然和諧共生的宜居城市而努力。
親歷者說
北京市生態環境監測中心副主任沈秀娥:
“治污有沒有成效,數據說了算”
站在監測中心大廳里,看著一張PM2.5組分監測圖,北京市生態環境監測中心副主任沈秀娥心生感慨:“從2013年1月1日開始,我們在車公莊站點做組分監測,每天100多個組分的數據構成了這張圖。”
在沈秀娥看來,精密的監測必須落在紙端,形成精確的數據。北京科技治污到底有沒有成效,只有數據說了算。“起初那幾年,一到重污染天,無論寒暑,無論是不是周末,無論身在何處,大家都會趕回來值班,做大量的監測分析,總有種坐立不安的感覺。”隨著北京空氣質量的歷史性改善,近幾年,讓沈秀娥坐立不安的感覺越來越少了。不過,面向未來,各項科技監測手段更需細化、科學化、完善化,大家干勁兒分毫未減。
“我們會把每年里重污染這一天的污染物構成餅圖放在上面,你看,越往下,餅圖越來越少,代表北京的重污染天數越來越少,成效很顯著。十年如一日,我們真的很自豪。”沈秀娥說。
加油站里的減排學問
北京現有1100多座加油站、30多座油庫和600多輛油罐車,整個油氣銷售系統每年銷售汽油400多萬噸。如果不加以治理,每年將會有3萬多噸的油氣揮發到大氣當中。“油氣是揮發性有機物,不僅能夠直接對人的呼吸系統產生危害,還能在大氣中經過一系列反應,生成PM2.5和光化學煙霧等污染物質。”原北京市機動車排放管理中心油氣油品科科長劉明宇介紹,在加強車輛管理的同時,北京對于油品質量以及銷售環節的管控也在逐步細化,在大家習以為常的加油環節里,做足了“繡花功夫”。
拿起加油站的油槍,就會發現其中的門道。原來,早在2019年,北京市內加油站的油槍就都改造成了雙重管線,一層出油,一層吸氣。加油時,會同步將揮發出的油氣回收到油罐里,再用專門的設備將油氣轉化成液體油。
采訪中,記者發現,不少加油站還會在夏季推出夜間加油優惠讓利活動,就是為了減少白天高溫環境下汽油的揮發。看似不起眼的細節,背后蘊含的卻是“精治、共治”的理念。
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責任編輯:Rex_24