“城市病”突圍之把控霧霾困局的“千里眼”

王佳雯

從最開(kāi)始的沙塵，到如今的霧霾、PM2.5，空氣污染是生活在北京這個(gè)城市的人所共有的記憶。剛剛閉幕的兩會(huì)上頒布了史上最嚴(yán)厲的《環(huán)保法》，讓人們看到了政府治理的決心；在朋友圈、微博等自媒體平臺(tái)瘋狂傳播的《穹頂之下》喚醒了大眾參與環(huán)保的意識(shí)。而政府的決策和民眾的配合，都離不開(kāi)科研工作者的支持與指導(dǎo)。

2015年2月底召開(kāi)的北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，由北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心與中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所聯(lián)合完成的“北京地區(qū)空氣質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)與工程化應(yīng)用”項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱遙感監(jiān)測(cè)項(xiàng)目）獲獎(jiǎng)。這一獎(jiǎng)項(xiàng)，讓這個(gè)為環(huán)保決策層的決策與預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支持的項(xiàng)目走進(jìn)了大眾的視野。

一眼窺全貌

雖說(shuō)在大多數(shù)媒體的報(bào)道中，都提到這一遙感監(jiān)測(cè)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)了8年的技術(shù)攻關(guān)，但北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心遙感監(jiān)測(cè)室主任李令軍卻說(shuō)，項(xiàng)目從最開(kāi)始籌劃至今已有12年之久。

最初，我國(guó)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)主要依賴于地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這種監(jiān)測(cè)方法也存在一定的弊端，不僅其儀器的購(gòu)置與維護(hù)成本高，而且布設(shè)站點(diǎn)和進(jìn)行觀測(cè)的地點(diǎn)也有局限性。所以，地面站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)雖然能夠準(zhǔn)確連續(xù)地監(jiān)測(cè)局部地區(qū)的空氣污染物濃度及變化趨勢(shì)，但是對(duì)區(qū)域性、連續(xù)性的大氣污染空間分布、傳輸規(guī)律和演變規(guī)律難以進(jìn)行有效的識(shí)別。

對(duì)此，李令軍主任也做出了說(shuō)明：“常規(guī)的地面監(jiān)測(cè)都是一些孤立的地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分布比較離散，一般只能代表局地的大氣污染狀況。北京的地面監(jiān)測(cè)站從20世紀(jì)70年代開(kāi)始發(fā)展至今，已經(jīng)在全市建立了三十五個(gè)地面自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，而且還主要集中在平原地區(qū)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)山區(qū)、人跡罕至的地方代表性比較差。所以，遙感監(jiān)測(cè)作為地面監(jiān)測(cè)的一個(gè)補(bǔ)充還是發(fā)揮了一些重要的作用?！币蚨F霾監(jiān)測(cè)還需要一個(gè)能夠俯瞰全局的途徑，這便與遙感技術(shù)密切相關(guān)。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使遙感監(jiān)測(cè)成為可能，再加上國(guó)內(nèi)空氣污染所面臨的嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)使霧霾監(jiān)測(cè)的發(fā)展迫在眉睫。于是，李令軍主任和他的同事，便組建了僅有兩三人的小團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始著手推進(jìn)利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量的項(xiàng)目。

他們通過(guò)創(chuàng)新計(jì)算方法，使監(jiān)測(cè)霧霾“氣溶膠光學(xué)厚度“的空間分辨率從國(guó)際上的10公里，縮小至300米到1公里，而氣溶膠產(chǎn)品的計(jì)算耗時(shí)也從30分鐘縮短到了2分鐘以內(nèi)。通過(guò)該項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新，霧霾監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)獲得了更加準(zhǔn)確高效的數(shù)據(jù)支持，并對(duì)北京及周邊地區(qū)PM2.5等大氣污染物的空間分布和變化過(guò)程有了更直觀的了解，其數(shù)據(jù)成為動(dòng)態(tài)監(jiān)控生物質(zhì)燃燒等二次有機(jī)氣溶膠的重要來(lái)源。

如今北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心的這一項(xiàng)目已經(jīng)建立起了業(yè)務(wù)化的平臺(tái)，雖說(shuō)團(tuán)隊(duì)只有五六個(gè)人，但卻都是國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的杰出人才，比如工作在一線的李倩——監(jiān)測(cè)中心從北大專門引進(jìn)的博士。

這些優(yōu)秀的人才，使日常遙感監(jiān)測(cè)工作得到了有力的保障。“從衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收，到數(shù)據(jù)的處理，再到產(chǎn)品的生產(chǎn)，這整套的流程已經(jīng)納入業(yè)務(wù)化應(yīng)用?！薄懊刻旒皶r(shí)把結(jié)果、產(chǎn)品做出來(lái)，提交給相關(guān)決策層?！崩盍钴娭魅谓榻B道。

實(shí)現(xiàn)了空氣質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)的業(yè)務(wù)化，這一項(xiàng)目便無(wú)可爭(zhēng)辯地承擔(dān)起了北京區(qū)域大氣污染的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和污染監(jiān)管的基礎(chǔ)信息保障責(zé)任。他們通過(guò)將北京，乃至京津冀地區(qū)的大氣污染分布變化以及污染面源排放數(shù)據(jù)提供給相關(guān)預(yù)報(bào)和監(jiān)管部門，成為其預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和環(huán)境監(jiān)管的重要支撐數(shù)據(jù)之一。

客觀反映空氣質(zhì)量走向

據(jù)李令軍主任介紹，過(guò)去北京的空氣污染主要是煤煙型污染。當(dāng)時(shí)不僅公眾的環(huán)保意識(shí)相對(duì)薄弱，同時(shí)環(huán)境監(jiān)察管理也相對(duì)粗放，上世紀(jì)90年代之前煤炭燃燒幾乎不加控制，因而空氣污染特別是在冬季十分嚴(yán)重。李令軍主任提到，習(xí)近平總書記也曾提過(guò)自己小時(shí)候在北京時(shí)候經(jīng)歷過(guò)的空氣污染，當(dāng)時(shí)的情況比現(xiàn)在更加糟糕。

煤炭的粗放使用所釋放的多為煙塵等粗顆粒污染物，而自2012年美國(guó)大使館公布PM2.5數(shù)據(jù)以來(lái)，大眾更加關(guān)注的則是細(xì)顆粒污染物，也就是令人談之色變的PM2.5。

李令軍主任介紹稱，“大眾的生活水平不斷提高，對(duì)于空氣污染也越來(lái)越重視。而目前空氣質(zhì)量的情況與大眾的預(yù)期仍存在一定的距離，近年來(lái)區(qū)域性的重污染過(guò)程頻發(fā)，可能會(huì)令人產(chǎn)生空氣污染逐步惡化的直觀感受?！?/p>

但依據(jù)北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心多年的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，北京的大氣污染情況其實(shí)是改善的，“特別是煤煙型污染，改善效果十分明顯。它的主要指示污染物二氧化硫濃度1998年以來(lái)累計(jì)降低82%?！崩盍钴娭魅握f(shuō)。也就是說(shuō)，北京市的空氣質(zhì)量總體是趨好的。

過(guò)去的污染物中粗顆粒物比例較高，治理這類粗放型的污染排放相對(duì)能夠較快獲得成效。但為什么治理PM2.5的成效卻表現(xiàn)得并不明顯呢？

這當(dāng)然與PM2.5復(fù)雜的特性有關(guān)。據(jù)李令軍主任介紹，PM2.5的來(lái)源比較復(fù)雜，并且還牽扯到光化學(xué)反應(yīng)二次污染的問(wèn)題，因而治理需要一個(gè)過(guò)程。而這其中自然也需要公眾的積極參與和支持。

區(qū)域協(xié)作共同治污

“北京的空氣污染并不僅僅是北京自己的問(wèn)題，而是一個(gè)區(qū)域性的污染，因?yàn)榇髿馐橇鲃?dòng)的。”李令軍主任介紹道。而北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心也希望將自己項(xiàng)目的成果與其他省市分享。

以“APEC藍(lán)”為例，為了保證APEC期間的空氣質(zhì)量，北京及河北的環(huán)保部門聯(lián)合執(zhí)法，做了大量的減排工作，如車輛現(xiàn)行、煤炭燃燒排放治理、揚(yáng)塵治理等等。因而，曾經(jīng)被網(wǎng)民不斷調(diào)侃的“APEC藍(lán)”并不是只靠風(fēng)得來(lái)的，而是有環(huán)保監(jiān)測(cè)和執(zhí)法部門所做的大量的工作做保障。

因而，北京的空氣治理也需要周邊六省市聯(lián)防聯(lián)控才能獲得明顯的成效，而李令軍和他團(tuán)隊(duì)的這個(gè)項(xiàng)目成果便能在多地區(qū)的聯(lián)合治污方面發(fā)揮作用——“對(duì)區(qū)域性大氣污染產(chǎn)生機(jī)理的研究具有很好的支撐作用?！崩盍钴娬f(shuō)道。

這一項(xiàng)目的推廣自然能夠推動(dòng)北京周邊地區(qū)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)水平，但項(xiàng)目推廣需要較多的人力、物力、財(cái)力。而李令軍主任認(rèn)為最理想的狀態(tài)，是能夠建立一個(gè)共享平臺(tái)，將他們已經(jīng)形成的項(xiàng)目成果與其他城市共享，而不必再重復(fù)建立這樣的部門。如此一來(lái)，通過(guò)最高效的方式，便能最終達(dá)到協(xié)同治污的目的。

未來(lái)，李令軍主任希望他們項(xiàng)目的成果可以向公眾開(kāi)放，讓公眾更多地了解他們的工作，了解他們所獲取的數(shù)據(jù)，并通過(guò)這些數(shù)據(jù)形成自己對(duì)北京空氣質(zhì)量的客觀認(rèn)識(shí)。只有這樣，才能打消公眾和監(jiān)測(cè)部門之間的信息鴻溝，讓公眾認(rèn)識(shí)并參與到環(huán)保事業(yè)當(dāng)中來(lái)。