如何看待中科院大氣物理研究所及幾家科研單位關於北京PM2.5來源的研究?

幾家媒體微博瘋轉「中科院大氣物理所、環保部華南環境科學研究所、北京大學等機構研究發現,北京PM2.5有6個重要來源,分別是土壤塵、燃煤、生物質燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒、工業污染和二次無機氣溶膠,這些源的平均貢獻分別為15%、18%、12%、4%、25%和26%。」認為找到了北京PM2.5的來源,並且認為汽車尾氣佔比很小,不需要控制機動車排放。如何科學看待這個研究?


綜合一下已有的討論,在知乎討論是因為總有更專業的朋友來修正和補充。

微博賬號@中科院之聲 轉發了一條大氣所發表關於「北京PM2.5化學組成及源解析季節變化」研究成果----中國科學院 的消息,各大媒體紛紛轉摘,但微博中的消息因為字數限制,都暗示北京PM2.5的來源已經查明了。

中科院大氣物理所、北京大學、氣象觀測中心等合作研究的這篇文章發在《大氣化學物理》上,ACP - Abstract ,這歐洲地球科學聯盟的會刊,算是專業權威刊物了,影響因子5.0以上,竟然還是開源的,贊。我在微盤上也分享了全文Zhang et al.。

首先要把PM2.5及其成因基本的概念搞清楚,這些可以參考唐孝炎院士和藹的唐奶奶關於 科學新聞-正確認識霾 的說明。

關於數據:
該研究採用了2009年4月到2010年1月當中四個月的數據,作為四季的代表,觀測數據來源於北京大學理科教學樓頂的觀測台(當年我學習的時候去過這個站點,也有朋友在當中做實驗)。

很多人說用一個站點的數據來代表北京不夠,既有空間代表性的問題,也可能有站點「樣品污染」的問題,比方說北大附近的建設揚塵啊,等等。最起碼要設置一個對照站點,等等。總之是沒有代表性,這些問題當然要承認。

可是研究總是一個平衡,你要更多數據就要更多站點,可能站點還沒有如此詳細的數據,因為你不光要PM2.5的濃度,還要詳細的成分數據,而且要高時間解析度的,這些都需要人力、物力和財力才能搞定的,雖然有苦逼的博士僧們,可也不是說有就有的,就算有,國內也基本上是不共享的。要更多的數據,先不說不可能,但也是昂貴和艱難的,這對於搶發表的節奏,有數據就用了。

那一個站點的數據到底有沒有用呢?答案是有用,有數據比沒數據好,多一些數據比少一些數據好。一葉知秋,一站知北京還是有指示意義的。但是要說明局限性,我傾向於該站點的變化規律對我們更有用,因為單個站點可能受局地影響的因素比較多,但是站點數據變化的規律卻有很大的同步性。正所謂一葉之秋可能不知道溫度,但是知道是初秋、深秋也還是有幫助的。

關於結論:
微博上的討論批評這個研究顯示的交通和垃圾焚燒的來源只佔4%(摘要和結論中的數字其實是3%),與之前的研究結論,乃至常識和經驗都有不同。有車族就抱怨了,你看貢獻這麼少,又限牌又限開,是政府轉移責任。洛杉磯煙霧事件發生之時,汽車尾氣占煙霧來源的85%,當然那還是汽車沒有裝尾氣凈化器的時代。

這裡需要說明幾點:

第一是時間,微博的轉發都只發了比例數據,未標明該研究的數據時間為09-10年。從北京交通數據可以看到,09年到12年,北京機動車保有量從約400萬輛增長到約500萬輛,三年增長100萬輛,2013年霧霾最嚴重的北京已經不是09年的北京了。所以研究到發表總是落後於形勢的。大家看到研究結論,自然聯想到2013年的霧霾,這是對研究的誤讀,也說明了研究總是落後於形勢。

第二是關於來源的解釋,最為重要的是佔比26%的「二次無機氣溶膠」,事實上二次無機氣溶膠中硝酸根與汽車排放的NO2有緊密聯繫。此類污染物是來自工廠、機動車等污染源的污染物發生二次反應所產生的污染物,機動車當然有貢獻,但具體是多少,則有待進一步的研究。此外,宣教中心賈峰老師在微信上介紹加州大學的一項研究表明,機動車所致污染中,僅有50%來自尾氣,其餘來自剎車片、輪胎磨損和車輛行車過程中的揚塵,這在隨處工地的中國恐怕更為突出。機動車對PM2.5的貢獻應遠大於4%。未對二次氣溶膠進一步分解,是研究的局限。

對於研究的解讀非常重要,解讀結論離不開了解他的數據、方法。但是很不幸,中科院之聲在霧霾之年的歲末發布這個報道,微博時代,吸引了太多眼球。這不北京環保局:機動車為主要污染源在學術界充分證實出來澄清了,文匯報 - 莫讓錯誤科研成果誤導治霾更是發出了庄國順老師的強烈批評。其實類似PM2.5污染源分析的研究是非常多的,比方說北京大學環境科學與工程學院為服務奧運在北京開展了非常深入的研究,對於珠三角地區的空氣污染也有非常好的成果。大家和媒體報道應該綜合比較,而不是選擇單一文章,單一研究做出「北京污染源終於找到了」的武斷結論,否則既誤導公眾,又誤導決策。

最後,搞清楚霧霾的來源非常重要。洛杉磯治霾過程中,科學認識上有兩個重要的里程碑,第一是通過分析煙霧的成分識別主要來源,在洛杉磯被確定為汽車尾氣;第二是建立了煙霧毒性和人類健康及死亡的聯繫。要明確汽車尾氣-煙霧-健康,每一步都不容易。洛杉磯的人們是不幸的,因為造成污染的原因竟是他們心愛的汽車,但洛杉磯人們也是幸運的,因為汽車是他們最主要的來源。如此看來,北京治霾怕是更為艱難曲折。

期待更多更好的研究來幫助我們驅散霧霾。


樓上的回答已足夠回答樓主的問題。本人專業研究顆粒物污染來源解析技術,除了樓上的回答之外,補充一下。1.科研的結果具有科研的局限性。受限於採樣布點、採樣周期、分析方法等等。
2.中科院大氣所的研究從布點上分析,作為北大的顆粒物源解析倒是更有說服力。
3.文章採用的源解析模型是PMF受體模型,該模型作為因子分析類模型的一種,對數據量要求較高。
額外想表達一點,當前媒體從業人員的科學素養有待提高,特別是對科研結果的解讀,應該帶上科學批判的眼光更為嚴謹。當然,博大眾眼球可能是多數媒體的追求。比如前段時間蘭州大學博士生的研究論文被媒體解讀成PM2.5導致孕婦流產率達70%的不實報道一樣。


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