一项由中英近150名专家前后历时5年完成的“中国超大城市大气污染和人类健康中英联合研究计划(APHH- Beijing)”近日出炉。
研究人员利用新型观测技术和模型对北京空气污染的成因和健康影响进行了深入研究，从而更准确估算排放变化对空气质量的影响。“我们发现北京在改善空气质量方面取得了很大进展，尤其是在多种受监测的污染物减排方面。”项目协调人、伯明翰大学的时宗波教授说。
研究结果表明，由于采取了清洁空气行动，北京的空气质量在过去数年中得到显著改善。
结果
2018年北京源解析结果
PM2.5主要来源
全年：本地排放占2/3、区域传输占1/3。
重污染日：区域传输占55%至75%。
本地污染源排放：移动源占比45%，扬尘源占比16%，工业源12%，生活面源12%，燃煤源3% 农业及自然源等其他约占12%。
移动源：在京行驶的柴油车贡献最大，扬尘源中建筑施工和道路扬尘并重，工业源中石油化工、汽车工业和印刷等排放挥发性有机物工业行业的贡献较为突出，生活面源中生活溶剂使用等约占4成。
过程
最强组合采样观测污染最重三年
“中国超大城市大气污染和人类健康中英联合研究计划(APHH- Beijing)”是中英双方的合作项目，于2016年冬季和2017年夏季在北京开展了大规模的空气污染现场采样观测活动，并利用新的观测技术和模型对北京市空气污染的成因和健康影响进行了深入的研究。
结合跨学科、不同机构和多个国家的学术优势，APHH-Beijing团队综合利用现场观测、实验室研究、机器学习和模型模拟等方法，取得了大量的科研成果，提高了对北京空气污染关键成因的认识。
清华大学环境学院教授、中国工程院院士贺克斌表示，这次研究算是规模比较大的一个联合研究，中英双方有将近150位科技人员参加，前后历时5年时间，分析的正是北京市大气污染最严重、PM2.5浓度最高的那三年时间（2016年至2018年）。
记者了解到，中英这项研究主要是采用最新的科学方法，用科技的手段，分析北京污染的来源、成因、过程和影响，以及需要控制它的解决途径这几个方面。报告本身以实验采样分析为主，模型分析为辅。
解读：
贺克斌院士告诉记者，中英双方的这个组合，可以说是研究大气复合污染方面最有代表性和最强的单位的组合，参与的都是科学家或科学技术人员。英国方面有伯明翰大学、曼彻斯特大学等，中国方面有清华大学、北京大学、中国科学院大气物理研究所等，整合的是一批高校和科学院的研究力量。
在观测中，中英双方用了大量第一手的观测手段，不仅多次进行联合观测，所采用的观测手段，也是在大气、化学和大气物理里最新的一些观测手段。贺克斌院士说，在观测、研究中，中英双方一起把这些仪器按照一定的设计路线和观测思路进行设置，观测到的数据经过梳理分析和双方多次交流，形成最后的研究报告，是非常有意义的。
成果
本地减排快速降低PM2.5浓度
APHH- Beijing分别应用了机器学习方法(随机森林算法)和化学传输模型(WRF-CMAQ)来量化大气污染防治行动计划和气象变化对北京空气质量改善趋势的影响。研究人员认为，通过丰富的数据集，能更好地了解排放、化学和气象如何相互作用，以确定不同季节北京出现雾霾的成因，从而能更准确地剥离气象条件和源排放对空气质量的影响。
研究结果表明，减排是北京2013年到2017年空气质量改善的主要驱动力。贺克斌院士表示，从研究报告结果来看，北京PM2.5浓度在2013年至2017年间的快速降低主要归功于本地减排，其中PM（颗粒物）和SO浓度的明显下降主要是燃煤排放减少所致。可以看出，在清洁空气行动计划期间，北京改善最明显的是燃煤污染，在这之后，机动车和挥发性有机物以及扬尘污染也显得更加突出。
解读：
同时，APHH-Beijing研究中首次采用涡度相关技术对北京多种大气污染物的排放通量进行了直接观测，包括氮氧化物、臭氧、挥发性有机化合物(VOCs)、颗粒物(PM)等及其化学成分(黑碳等)。贺克斌院士指出，研究利用位于北京中心的大气物理研究所(IAP)气象塔来进行通量测量，其结果不但可以直接验证排放清单，也有助于阐明大气污染物的排放和转化过程。
“研究中采用实测，也就是直接观测各种污染物，也是最大的一个亮点。”贺克斌院士表示，研究人员抓取了大气化学过程一些特定成分，能直观地证实一些演变，形成污染过程中一些化学反应的过程信息，先进的科学仪器设备发挥了很重要的作用。
跨区域长距离输送是北京污染主要源头
研究报告中提出，观测和模型结果均表明，跨区域传输是北京大气PM2.5污染的主要来源，而北京市中心区的大气污染物排放量要比预想的低很多。
因此，为进一步改善北京市的空气质量，需要进一步加大控制周边地区大气污染排放的力度，也就是大气治理中常说的区域联防联控。“北京如果想彻底改善空气质量，必须要抓联防联控，在大气治理上，北京不可能独善其身。”
究竟北京本地污染源和区域传输影响分别有多大？贺克斌院士表示，从全年来看，本地和区域的影响基本上是“七三开”，也就是本地污染源占7成，区域污染传输占3成，“区域传输占比基本上在25%至35%这个区间波动。”
但如果单独从某次重污染过程来看，情况就会完全不一样。报告中表示，观测和模拟分布均显示，来自北京以外地区的长距离输送是北京空气污染的主要因素。但不同的方法得到的确切贡献还不一致，并且随季节变化。“在单次重污染过程中，本地污染来源和区域传输的影响占比相对于全年平均来说，几乎是一个颠倒的比例，也就是变成‘三七开’了，区域甚至更高。”贺克斌院士解释。