大興區(qū)生態(tài)環(huán)境局內(nèi),通過(guò)車載顆粒物監(jiān)測(cè)系統(tǒng),工作人員在實(shí)時(shí)查看公交車及出租車監(jiān)測(cè)到的PM2.5數(shù)值。北京日?qǐng)?bào)記者 武亦彬攝

靚麗藍(lán)天不斷增多的背后,有著無(wú)數(shù)一線環(huán)保工作者的默默付出。在一處PM2.5監(jiān)測(cè)站點(diǎn),北京市環(huán)境監(jiān)察總隊(duì)執(zhí)法人員在討論監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。北京日?qǐng)?bào)記者 武亦彬攝

海淀區(qū)西北部一處汽修集中地,一輛裝載著VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)監(jiān)測(cè)設(shè)備的走航監(jiān)測(cè)車??吭谶@里。天窗伸出去一根采樣管,車上裝著一臺(tái)質(zhì)譜監(jiān)測(cè)儀,北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心工程師張博韜緊盯電腦屏幕,VOCs濃度以彩色柱狀圖形式直觀呈現(xiàn)。

充分發(fā)揮高科技優(yōu)勢(shì),北京開發(fā)出一系列國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際一流的科技治污技術(shù)。PM2.5源解析、國(guó)際一流的“天空地”立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、國(guó)際首個(gè)重型柴油車監(jiān)測(cè)平臺(tái)……在這些“千里眼”和“順風(fēng)耳”的聯(lián)合監(jiān)控下,科研人員對(duì)大氣污染物的監(jiān)控和追擊,逐漸由疏到密,由淺入深。

高科技手段將治污從“漫天撒網(wǎng)”提升到“精準(zhǔn)定向”,助力北京打了一場(chǎng)漂亮的“翻身仗”。2022年,北京市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)達(dá)到288天,占比接近八成,較2013年增加112天。其中一級(jí)優(yōu)天數(shù)138天,較2013年增加97天。“冬奧藍(lán)”“一微克藍(lán)”成為首都的靚麗底色。

精準(zhǔn)治污,使得北京藍(lán)天的成色越來(lái)越足,也為全球治理大氣污染提供了中國(guó)智慧。

PM2.5源解析,給大氣“把脈問(wèn)診”

“人生病了,要去醫(yī)院化驗(yàn)體檢,找出病根兒。城市大氣生病了,也是如此。”時(shí)間回到2013年,這一年,北京PM2.5年均濃度高達(dá)89.5微克/立方米,超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(35微克/立方米)約1.5倍。當(dāng)時(shí)的北京一度“談霾色變”,科學(xué)精準(zhǔn)治污已迫在眉睫。北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心主任劉保獻(xiàn)說(shuō),他們要帶北京的大氣去“看病”。而PM2.5源解析,就是給大氣“把脈問(wèn)診”。

PM2.5,是形成霧霾天氣的重要成分。源解析,就是從組分上對(duì)PM2.5的來(lái)源做精準(zhǔn)判定,這項(xiàng)技術(shù)和研究方法當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)尚屬空白。

在劉保獻(xiàn)的帶領(lǐng)下,北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心用一年時(shí)間,組織研發(fā)出PM2.5中200多種化合物的監(jiān)測(cè)方法,從而邁出歷史性的一步。

2014年,北京率先在全國(guó)發(fā)布第一輪PM2.5源解析結(jié)果。“當(dāng)時(shí)解析的結(jié)果,北京的污染物來(lái)源中,區(qū)域傳輸占三分之一,在本地來(lái)源中,移動(dòng)源占31.1%,燃煤源占22.4%,還有揚(yáng)塵源、工業(yè)源。”劉保獻(xiàn)回憶。

參照這四大來(lái)源,針對(duì)性的治理方法被融入《北京市2013-2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》中,圍繞機(jī)動(dòng)車、燃煤、工業(yè)、揚(yáng)塵等污染源共制定84項(xiàng)重點(diǎn)細(xì)化措施,并壓實(shí)到全市相關(guān)部門。同時(shí),還結(jié)合污染物的區(qū)域傳輸特征,把相應(yīng)策略融入到京津冀區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控中。

精準(zhǔn)治理,收效明顯。三年后,北京市PM2.5年均濃度下降到58微克/立方米,和2013年相比,降幅達(dá)到35.6%。這套PM2.5源解析技術(shù)也為全國(guó)其他地區(qū)建立源解析技術(shù)體系提供了參照系。

天空地一體,治污布下“天羅地網(wǎng)”

鎖定污染物來(lái)源后,如何對(duì)這些“敵兵”進(jìn)行精密監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)打擊?一張“天羅地網(wǎng)”正在展開。

“通過(guò)分析遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),我們能把污染物什么時(shí)候過(guò)境,大概覆蓋什么范圍,從什么角度過(guò)來(lái)等信息都了解清楚,然后再進(jìn)行后續(xù)處理。”在北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,遙感監(jiān)測(cè)室副主任姜磊站在一組大型處理器前,看著衛(wèi)星剛剛傳輸回來(lái)的區(qū)域污染物組分?jǐn)?shù)據(jù)介紹說(shuō)。他以污染物VOCs為例做了監(jiān)測(cè)演示。幾分鐘后,旁邊的中控屏上就形成一張清晰的彩色熱點(diǎn)網(wǎng)格圖,顏色深淺不一,北京各個(gè)區(qū)域大氣中的VOCs濃度清晰可見。

“我們把北京各地的自然地理特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要素(商場(chǎng)、酒店、居民樓等)都輸入進(jìn)去,按3.5公里×3.5公里一個(gè)格子平鋪開來(lái),就能精準(zhǔn)分析那個(gè)區(qū)域的具體污染情況。”北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心工程師王新輝解釋。VOCs,即揮發(fā)性有機(jī)物,它是產(chǎn)生PM2.5和臭氧的重要前體物。近年來(lái),北京大氣治污進(jìn)入到PM2.5和臭氧協(xié)同控制的階段,VOCs治理就成了目前大氣治污的重中之重。

為了更好地了解監(jiān)測(cè)過(guò)程,記者跟隨監(jiān)測(cè)人員,走進(jìn)了一輛走航監(jiān)測(cè)車。眼前的這輛車,車頂伸出一根鋼制采樣管,與車內(nèi)的一臺(tái)質(zhì)譜分析儀相連。

遙感顯示,海淀區(qū)西北部的一處汽修集群VOCs數(shù)值較高。走航監(jiān)測(cè)車馬上啟動(dòng),駛?cè)敫邤?shù)值地域,進(jìn)行更細(xì)致地分辨。張博韜坐在走航車?yán)铮o盯著筆記本電腦屏幕上的VOCs濃度彩色柱狀圖。“這個(gè)柱越高,顏色越紅,就代表這個(gè)地方的污染物濃度越高,柱狀圖每5秒就會(huì)刷新一次。”張博韜解釋,“執(zhí)法人員現(xiàn)在就可以根據(jù)鎖定的位置直奔目標(biāo)了。”

如果想對(duì)污染物成分進(jìn)行準(zhǔn)確定量,還可以繼續(xù)借助更為精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室手工分析手段。監(jiān)測(cè)人員拿著一個(gè)玻璃球瓶的采樣罐,回到北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心的分析實(shí)驗(yàn)室。高級(jí)工程師丁萌萌接到這罐空氣樣品,將其連接到大氣預(yù)濃縮/氣相色譜-質(zhì)譜上,一個(gè)小時(shí)后,VOCs檢測(cè)結(jié)果就顯示在電腦屏幕上。“我們目前在北京已經(jīng)布設(shè)了VOCs手工組分監(jiān)測(cè)網(wǎng),把采樣設(shè)備放在采樣點(diǎn)位,通過(guò)遠(yuǎn)端遙控,可以采集到具有代表性的樣品。這種采樣方式,既可以采集環(huán)境當(dāng)中的,還可以采集污染源的空氣樣品,污染源和環(huán)境兼顧,既靈活又準(zhǔn)確。”丁萌萌介紹。

依托傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù),北京建立起覆蓋全市街鄉(xiāng)鎮(zhèn)的高密度熱點(diǎn)網(wǎng)格監(jiān)測(cè)體系,對(duì)PM2.5濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),從而為制定政策、壓實(shí)污染監(jiān)管主體責(zé)任提供依據(jù)。“參照熱點(diǎn)網(wǎng)格監(jiān)測(cè)結(jié)果,我們指導(dǎo)幫扶PM2.5排名靠后的街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)和各區(qū),制定年度大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃,大概有三四十項(xiàng),其中就涉及各部門、各領(lǐng)域的減排措施,年底還會(huì)對(duì)各項(xiàng)任務(wù)完成情況進(jìn)行考核。”北京市生態(tài)環(huán)境局大氣環(huán)境處莊子威介紹。

通過(guò)衛(wèi)星遙感、車載走航、手工監(jiān)測(cè)和熱點(diǎn)網(wǎng)格這一整套點(diǎn)面結(jié)合的監(jiān)測(cè)方式,北京在全國(guó)率先建成國(guó)際一流的“天空地”立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中各種主要污染物的變化情況,為治理和消滅污染物布下“天羅地網(wǎng)”。

管住“重柴”,全球首個(gè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)上線

除了日常熟知的移動(dòng)源、燃煤源、揚(yáng)塵源等排放源,影響空氣質(zhì)量的還有重型柴油車、非道路移動(dòng)機(jī)械等容易被人們忽略的污染源。對(duì)這些污染源,北京也不遺余力地開發(fā)和使用高科技手段,進(jìn)行精確監(jiān)控,避免“漏網(wǎng)之魚”。國(guó)際首個(gè)重型柴油車監(jiān)測(cè)平臺(tái)的上線就是最好例證。

“踩油門!對(duì),松油門10秒,然后再踩……”

在通州區(qū)臺(tái)湖鎮(zhèn)的一家混凝土企業(yè)院內(nèi),檢測(cè)人員董立興正對(duì)多輛重型柴油混凝土攪拌車進(jìn)行尾氣檢測(cè)。隨后,他仔細(xì)把各項(xiàng)參數(shù)錄入手機(jī)執(zhí)法軟件:“國(guó)標(biāo)檢測(cè)限值是1.32,它現(xiàn)在是0.08,達(dá)標(biāo)了。”

2020年1月1日起,北京對(duì)所有重型柴油新車實(shí)施國(guó)六B排放標(biāo)準(zhǔn)。北京市生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合執(zhí)法總隊(duì)執(zhí)法八支隊(duì)三級(jí)主辦李彬介紹:“重型柴油車是氮氧化物的主要排放源,2022年全年,北京共檢查重型柴油車268萬(wàn)輛次,檢查超標(biāo)率在2.4%左右。而在2012年,尾氣抽測(cè)超標(biāo)率曾高達(dá)15%。”

穩(wěn)步向好的執(zhí)法數(shù)據(jù),離不開技術(shù)的加持。2018年,北京市正式投用全球首個(gè)重型柴油車排放遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)平臺(tái),利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)手段,突破了海量高并發(fā)數(shù)據(jù)接收與解譯的瓶頸,可實(shí)時(shí)追蹤所有聯(lián)網(wǎng)車輛的排放狀態(tài)。

近年來(lái),這個(gè)平臺(tái)為北京有效監(jiān)管重型柴油車提供了技術(shù)支撐。截至目前,平臺(tái)監(jiān)測(cè)車輛超過(guò)14萬(wàn)輛,占全市重型車保有量的一半以上。“每一臺(tái)車上都安裝了遠(yuǎn)程監(jiān)控終端,它的車速、在哪兒行駛、后處理裝置運(yùn)行是否正常都可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),如果存在超標(biāo)排放,通過(guò)平臺(tái)預(yù)警,就可以進(jìn)行針對(duì)性地執(zhí)法和監(jiān)管。”北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心污染源室主任楊妍妍介紹。

從PM2.5源解析,到“天空地”立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),再到國(guó)際首個(gè)重型柴油車監(jiān)測(cè)平臺(tái),北京科技治污手段形成了一套完整的科學(xué)體系,一微克、一微克地“摳”出了北京的藍(lán)天。由此形成的衛(wèi)星遙感、環(huán)境DNA技術(shù)等多種創(chuàng)新監(jiān)測(cè)手段,還被運(yùn)用到水和土壤的監(jiān)測(cè)保護(hù)中。進(jìn)入“十四五”,北京更加突出精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污,深入推進(jìn)“一微克”行動(dòng)和區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控聯(lián)治,進(jìn)一步推進(jìn)大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等新技術(shù)在監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用,打造國(guó)際領(lǐng)先的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)“智能感知”創(chuàng)新示范基地,借助高科技力量,為首都率先建設(shè)人與自然和諧共生的宜居城市而努力。(楊帆)

親歷者說(shuō)

北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心副主任沈秀娥:

“治污有沒(méi)有成效,數(shù)據(jù)說(shuō)了算”

站在監(jiān)測(cè)中心大廳里,看著一張PM2.5組分監(jiān)測(cè)圖,北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心副主任沈秀娥心生感慨:“從2013年1月1日開始,我們?cè)谲嚬f站點(diǎn)做組分監(jiān)測(cè),每天100多個(gè)組分的數(shù)據(jù)構(gòu)成了這張圖。”

在沈秀娥看來(lái),精密的監(jiān)測(cè)必須落在紙端,形成精確的數(shù)據(jù)。北京科技治污到底有沒(méi)有成效,只有數(shù)據(jù)說(shuō)了算。“起初那幾年,一到重污染天,無(wú)論寒暑,無(wú)論是不是周末,無(wú)論身在何處,大家都會(huì)趕回來(lái)值班,做大量的監(jiān)測(cè)分析,總有種坐立不安的感覺。”隨著北京空氣質(zhì)量的歷史性改善,近幾年,讓沈秀娥坐立不安的感覺越來(lái)越少了。不過(guò),面向未來(lái),各項(xiàng)科技監(jiān)測(cè)手段更需細(xì)化、科學(xué)化、完善化,大家干勁兒分毫未減。

“我們會(huì)把每年里重污染這一天的污染物構(gòu)成餅圖放在上面,你看,越往下,餅圖越來(lái)越少,代表北京的重污染天數(shù)越來(lái)越少,成效很顯著。十年如一日,我們真的很自豪。”沈秀娥說(shuō)。(楊帆)

現(xiàn)場(chǎng)

加油站里的減排學(xué)問(wèn)

北京現(xiàn)有1100多座加油站、30多座油庫(kù)和600多輛油罐車,整個(gè)油氣銷售系統(tǒng)每年銷售汽油400多萬(wàn)噸。如果不加以治理,每年將會(huì)有3萬(wàn)多噸的油氣揮發(fā)到大氣當(dāng)中。“油氣是揮發(fā)性有機(jī)物,不僅能夠直接對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害,還能在大氣中經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng),生成PM2.5和光化學(xué)煙霧等污染物質(zhì)。”原北京市機(jī)動(dòng)車排放管理中心油氣油品科科長(zhǎng)劉明宇介紹,在加強(qiáng)車輛管理的同時(shí),北京對(duì)于油品質(zhì)量以及銷售環(huán)節(jié)的管控也在逐步細(xì)化,在大家習(xí)以為常的加油環(huán)節(jié)里,做足了“繡花功夫”。

拿起加油站的油槍,就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的門道。原來(lái),早在2019年,北京市內(nèi)加油站的油槍就都改造成了雙重管線,一層出油,一層吸氣。加油時(shí),會(huì)同步將揮發(fā)出的油氣回收到油罐里,再用專門的設(shè)備將油氣轉(zhuǎn)化成液體油。

采訪中,記者發(fā)現(xiàn),不少加油站還會(huì)在夏季推出夜間加油優(yōu)惠讓利活動(dòng),就是為了減少白天高溫環(huán)境下汽油的揮發(fā)。看似不起眼的細(xì)節(jié),背后蘊(yùn)含的卻是“精治、共治”的理念。(張博 馬駿)