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PM2.5二次生成 树木竟然也有“贡献”

来源:科技日报 作者:李禾 2017-05-02 14:10:52
内容摘要: 植物对雾霾有双重影响,一方面是能沉降、阻滞和吸附颗粒物,另一方面是排放植物源VOCs,二次生成PM2.5,对大气影响非常复杂。


  植物对雾霾有双重影响,一方面是能沉降、阻滞和吸附颗粒物,另一方面是排放植物源VOCs,二次生成PM2.5,对大气影响非常复杂。

  进入4月,北方多地都迎来了柳絮飘飞的高峰期。漫天柳絮不仅给出行、生活带来诸多不便,还会引起不适,打喷嚏、流鼻涕、呼吸不畅困扰着很多人。但柳絮并非是最让人厌烦的。4月17日,北方遭遇今年最大范围沙尘天气,北京PM2.5浓度一度达重度污染。据中央气象台网站消息,4月30日至5月3日,华北黄淮等地还有间歇性轻度霾天气;4月27日与4月29日,内蒙古中部、华北北部局地有扬沙或浮尘天气。

  飘絮、沙尘、雾霾轮番袭来,经常是你未唱罢他已登场。4月27日,北京林业大学教授余新晓在接受科技日报记者采访时说,国家林业公益性行业重大科研专项“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”显示,北京海淀、朝阳、丰台等城六区所有植物年均总滞尘量9789吨,削减PM2.5、PM10和沙尘效果良好,但产生的飘絮以及植物源VOCs(挥发性有机物染污物)却对空气污染有“贡献”,必须采用协同控制、树种选择等方式来“增蓝减霾”。

  PM2.5平均浓度大幅超标 成因复杂

  4月的空气情况是我国当前复杂空气状况的一个缩影。在“第21届大气污染防治技术研讨会”上,中国环境科学学会秘书长王志华介绍说:“大气污染是当前我国面临的突出环境问题,不少地区的环境污染形势严峻。2016年,全国338个城市平均达标天数比例为78.8%,PM2.5平均浓度超过标准许多。我国PM2.5成因复杂,来源广泛,其中50%来自燃煤、机动车、扬尘、生物质燃烧等直接排放,其他来自空气中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等转化而来的二次污染。”

  王志华认为,大气污染防治近年取得一定成效,但依然面临着巨大挑战。“特别是在控制污染物的精准程度上存在着很大欠缺,如要想精准锁定目标,就得研究臭氧和PM2.5如何协同;为削减PM2.5,除控制VOCs排放外,还要对二氧化硫、烟粉尘、氨等污染物进行控制。”

  柳树生成柳絮还排放VOCs

  VOCs是一个总称,是指任何能参加大气光化学反应的有机化合物,主要包括烷烃、烯烃、芳香烃及各种含氧烃、卤代烃、氮烃、硫烃等。公众熟知的甲醛、苯也属于VOCs。

  VOCs不但会生成臭氧,也是PM2.5的“前体物”,VOCs通过凝结等方式形成二次有机颗粒物,再转化成PM2.5。中国工程院院士、清华大学教授贺克斌说:“VOCs、臭氧和PM2.5是彼此关联的。”

  但在当前,我国空气中VOCs浓度不降反升。“当植物开花时,很多人会鼻塞、打喷嚏、眼睛发炎等,这是通常说的花粉过敏。其实这是一种误解。并非是花粉这样的大颗粒物导致人群不适,而是植物开花时排放了VOCs,VOCs粒径很小,人体吸入后或生成PM2.5吸入后,使过敏人群产生种种不适。”余新晓说,植物对雾霾有双重影响,一方面是能沉降、阻滞和吸附颗粒物,另一方面是排放植物源VOCs,二次生成PM2.5,对大气影响非常复杂。

  “我们研究发现,不同植物产生和排放VOCs种类、数量不同。”余新晓说,如灌木会排放烯烃、烷烃和醇类,排放量是金银木>金叶女贞>大叶黄杨。落叶乔木类,垂柳会产生烷烃、醇类;悬铃木和栾树产生烯烃、醇类,栾树>悬铃木>垂柳。常绿乔木会产生烯烃,圆柏>乔松>油松。

  余新晓说,不同植物挥发性有机物数量一天之内会随时间变化,如会产生柳絮的垂柳,中午12点30分到13点,是产生苯、醇等VOCs的高峰期。

  森林滞尘作用明显但不会减弱风力

  “目前,北京的各类公园、自然保护区、百万亩平原造林工程、京津风沙源治理工程和三北防护林工程所形成的林带,都对北京的雾霾防护起到了一定作用。”余新晓说。

  网上流传一种说法,认为三北防护林阻挡了来自北方的大风,使得京津冀等地区风速变小,空气中的污染无法被“吹走”,雾霾增加。

  “这种说法并不正确。”余新晓说,三北防护林等对PM2.5有阻滞等作用,特别是对大于PM10的粗颗粒物,滞尘作用更加明显。“人工林长得再高也不过20—30米,只能对近地面有影响,不会减弱高空的大风;而且气流在穿过森林后,很快就会恢复。”

  “十三五”期间VOCs总量要下降10%

  浙江工业大学副校长陈建孟教授说,从VOCs废气排放来看,有自然源、人为源、移动源和固定源。

  根据国家要求,“十三五”期间VOCs总量要下降10%;京津冀地区联防联控,也首次将VOCs首次列为4类重点污染物之一。华南理工大学环境与能源学院院长叶代启教授说,人为源中,工业源比例占一半,移动源和生活源分别占是1/4左右。造成VOCs废气的工业源里包括煤化工、石油化工等从生产,到储存、销售过程;以VOCs为原料的锅炉生产加工等。移动源里80%是道路移动源;还有日用品消费、化石原料、生物质燃烧和农药使用等。

  “按照现在的生活生产发展方式,VOCs增量是非常惊人的。”叶代启说,VOCs总量要降10%,削减并非是简单地减原先存量的10%,而是要把增加量也削减了,“这才是一个绝对量的削减”。

  优化配置技术实现防尘杀菌

  如何既控制柳絮又减少植物源VOCs?余新晓说,北京正在给会产生柳絮的雌性柳树注射药物,并采取更新树种等方式解决柳絮等问题。此外,还可通过树种选择、优化配置技术等来实现。

  据“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”项目研究显示,总体来看,针叶树种的滞尘量要高于阔叶树种。而植物春季对悬浮颗粒物(TSP)和PM2.5吸附能力也不同。

  “植物叶片吸附颗粒物能力还受植物叶表面微观结构等影响,植物叶片结构随季节会发生变化影响对颗粒物的吸附。”余新晓说,项目组还研发了道路防护林配置技术模式、社区散生林木高效滞尘树种配置技术模式等以达到最佳削尘等效果。

  树林是道路污染源、居民区以及其他区域间的重要生态屏障,因此,紧靠高速路的位置要设置滞尘功能强的紧密结构林带,使PM2.5等尽量被吸收或阻滞在林带内,能有效改善防护区域的环境质量。

  在社区内部进行树种配置时,不能单纯考虑滞尘能力,还应兼顾不同分区的功能。在道路两旁和社区外污染源间,应种植滞尘能力强的树种,阻碍颗粒物扩散等。

  “除普通草本植物外,还要注重观赏花木、阔叶乔木、食用果树、药用植物和芳香植物等搭配种植。”余新晓说。

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