庄国顺教授率领课题组成员,自1999年始,对我国严峻的大气污染形势及其原因开展深入研究。
研究显示,虽然我国在大气污染的治理上花了很大的力气,可是取得的成效还很有限。在预报中常常谈二氧化硫、氮氧化物和细颗粒物三个主要指标,而在全国大中城市的大气污染中,目前绝大多数都是以细颗粒物为主,在科学术语上它叫气溶胶。我国气溶胶排放居高不下,尤其是高浓度细颗粒物致使我国中东部广大城市群地区灰霾日益严重。
该研究项目首先揭示了我国城市群严重灰霾尤其是高浓度细颗粒物PM2.5的来源和形成机制;并首次提出了气溶胶的长途传输是我国城市大气污染和灰霾形成的重要来源;发现了二次气溶胶、生物质燃烧和沙尘是我国城市灰霾形成的三个主要成因。如近期北京雾霭笼罩,庄教授说,传统意义上纯粹的雾是指相对湿度达到400%,百分之百的水蒸气自然凝结成水滴。现如今各大城市常常雾霭沉沉,是由于空气中含有大量的颗粒物,所以这其实是大气污染。“雾”、“霾”其实是高度和比例上的差别,雾是近地面的过程,里面更多的是水汽、水滴,颗粒物比例相对较少;而霾一般指一公里以上,颗粒物占比例较重,它就像一个大铁盖,盖在中东部的上空。
其次,研究发现了沙尘在其长途传输过程中与人为污染物的混合和相互作用机制及其对城市空气质量乃至全球变化的重要影响。十年来,庄教授的课题组从西北到沿海各个地方采样,研究沙尘沿途的成分变化,并结合高山、铁塔观测,卫星、航测资料,进行实验室模拟,得出灰霾的形成机制。
最后,提出并验证了大气海洋物质交换过程中的铁硫耦合反馈机制理论,发现了大气气溶胶中铁的存在形式的变化是全球生物地球化学循环的重要途径。
庄教授呼吁,要加大力度限制城市中汽车的数量,严格控制汽车排放质量。不仅在大城市,包括中等城市,都应把发展城市交通列入第一位,这是我们当前能够做到且能够见效最快的措施。 ■陶韡烁