机动车对PM2.5的贡献究竟有多大

汉尼拔 · 发表于 2014-12-4 09:17:19

26日，北京市委常委、常务副市长李士祥表示，改善空气质量不能总靠天帮忙，建议单双号限行成为常态，并将听取和论证这个建议。
消息一出，（此处省略500字）……总之机动车对于北京PM2.5究竟多大贡献，再度成为争论热点。

忆往昔……
姚晨曾经说过：“国庆长假期间，北京车辆稀少，室内道路通畅，呛人雾霾依旧。‘主要污染源是机动车’的谣言不攻自破。”
崔永元曾经说过：“每当环保部公布说北京雾霾，私家车贡献了16%或者22%，我都看得头直发麻，我觉得简直就是胡说八道！在我看来，机动车尾气排放的影响，就相当于一个居民在自己的小区里放了个屁！”
——名人大V所说的话，不仅代表了他们自己，从某种程度上也反映了一部分公众认知，毕竟有很多人为他们的话点赞转发。

昨天我在微博上说，机动车的确是北京大气污染的重要来源之一，依然有不少人表示不信，他们的反驳依据是：东京/纽约/…车也很多，为什么没雾霾？
首先，这种反驳——用个例A来反驳个例B，是很无厘头的。
我跟你说，小明死于癌症。你说，不可棱！小强也有癌症，怎么就没死？！——这种对话有意义么？
要搞清楚北京PM2.5的来源，不能靠互砸反例，而是需要用观测数据来扎扎实实地分析成分。
中国科学院大气物理研究所王跃思研究员在“大气灰霾追因与控制”专项研究的结果表明，2009-2011年，京津冀地区PM2.5中，有约30%（10-50%）来源于汽车及其相关产业。（另外：钢铁化工电子等工业生产约占35%（20-50%），热电厂排放约占10%（5-20%），居民取暖、烹饪等约占10%（5-20%），剩下的为其它来源。）
对于PM2.5的来源比例分析，在不同研究中，随地区、年份、季节、时段等的不同，结果会产生一些差异。但总的来说，绝大多数研究认同机动车对PM2.5的贡献在20-30%之间，机动车的确是大气污染物主要来源之一，这是毋庸置疑的。
而国外其它城市的研究结果对此也有验证：在巴黎、东京、洛杉矶的大气颗粒物中，机动车所占贡献分别为30%、28%和23%。

此时你要说了，你说的这些我都懂，但到底为什么东京/纽约/…车也很多却没有雾霾呢？
因为，在考虑机动车排放时，不仅要考虑保有量，还要考虑道路和出行率。
北京交通大学交通运输学院闫学东副院长的研究表明，与纽约、东京、伦敦、巴黎4个城市相比，北京是机动车保有量最大的城市。但是，北京的道路长度只有其它4个城市均值的1/2，道路密度只有1/4，道路面积率只有1/4-1/5。也就是说，北京车多路少，这会导致拥堵严重，造成更多尾气排放。
而且，北京的公共交通分担率在2013年是44%，在5个城市中排倒数第二（倒数第一是伦敦的42.7%）。日本爱知大学李春利教授的研究显示，东京的轨道交通出行率为86%，而北京只有12%；北京中心区市民每天乘坐私家车上下班的比例是34%，而东京中心区只有5%都不到！也就是说，北京的机动车出行率更高，排放也就更多。
还有一点，就是北京的地形，是三面环山的簸箕型，实在太适合在市内淤积大气污染物了！真是超级大城市的神选址啊！
所以，单纯对比什么车多车少，是想不出什么所以然来的，要综合考虑各种因素。

此时你又要说了，不对呀，以前不是说汽车尾气只占4%吗？你们这数据天上一脚地下一脚的也差太大了，到底信谁啊？！
太好了终于说到这个话题了！
2013年12月30日，一条关于雾霾的消息在微博上引发很大关注，并被迅速传播。
该条微博说：【北京雾霾6大来源查明：汽车尾气贡献率最低】社科院研究表明，2009至2010年间，北京PM2.5有6大来源，分别是二次无机气溶胶（占比26%）、工业污染25%、燃煤18%、土壤尘15%、生物质燃烧12%、汽车尾气与垃圾焚烧4%。

这条消息太具颠覆性了，无论是一些知名媒体和官方微博，还是普通民众，都不禁问道：以前不是一直说机动车对雾霾有重大贡献吗？！
这条消息来源于中国科学院大气物理研究所张仁健研究员发表在国际学术期刊《ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS》上的论文《Chemical characterization and source apportionment of PM2.5 in Beijing: seasonal perspective》。
Zhang, R., Jing, J., Tao, J., Hsu, S. C., Wang, G., Cao, J., Lee, C. S. L., Zhu, L., Chen, Z., Zhao, Y., and Shen, Z.: Chemical characterization and source apportionment of PM2.5 in Beijing: seasonal perspective, Atmos. Chem. Phys., 13, 7053–7074, 2013, doi:10.5194/acp-13-7053-2013
我先介绍下这本期刊：ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS，简称ACP，中文名：大气化学与物理学，被SCI收录，2013年影响因子5.298，是欧洲地学会的旗舰杂志，也是大气科学&气象学领域中的顶级学术期刊。

我认为，媒体对该论文的内容概括有不适当之处，因此造成了对公众的误导。具体如下：
1. 这是中科院的文章，不是“社科院”。

2. 该论文研究的是PM2.5，而PM2.5只是雾霾的成因之一，雾霾中还漂浮着其它大小的颗粒，比如PM10、PM1.0等。将其描述为“北京雾霾6大来源”并不准确。

3. 该论文采用数据的时间范围为2009年4月-2010年1月，事实上只有10个月，还不到一年。将其描述为“2009-2010年”，会让人误以为是2年的数据。从事科研工作的人应该不难理解，对同样一个目标，统计10个月数据和统计2年数据，是会造成结果上的差异的。
北京空气中的PM2.5含量并不是一个稳定值，而是在逐年变化中，比如2010-2012年平均为70μg/M*3，而在2013年时已经上升为接近90μg/M*3。
有人说，既然PM2.5含量在变化，那你们干嘛2013年底才来公布3年前的结果？
对于这一点，我想凡是搞过科研的人也都能理解，数据采集、统计、实验、分析、写paper，都需要大量时间。国外SCI期刊的审稿和发表周期更是长到逆天……

4. 该论文只采用了单个观测站点的数据，在北大某楼顶。而以北京的面积，不同站点的观测结果可能具有很大差异，比如三里屯这样的市内拥堵区和密云这样的郊区，空气成分肯定会有明显不同。
我个人认为，作为科研论文而言，只把某个单站的数据作为研究对象，是无可厚非的，毕竟每篇论文的侧重不同。但如果要以此来回答公共话题中的疑问，那显然它是无法代表整个北京的情况的。
PS：所以美领馆自己测出来的PM2.5数值，与我国环保部门公布的北京PM2.5数值会有差距，一个是市内交通拥堵区的单站，另一个是全市城郊所有站点的平均，当然不一样了，这不能证明环保部门“数据造假”。

********以上可以归为细节问题，以下才是重点**********

5. 论文中说，北京地区PM2.5的6个来源，分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶，它们的平均贡献分别为15%、18%、12%、4%、25%和26%。
首先，请大家注意，这6个来源中，有一个叫做“二次无机气溶胶”，占26%。
直接进入到大气中的气体污染物或者颗粒物，这叫“一次气溶胶”，它们在大气中并不会始终如一地保持原貌，而是会与紫外线、臭氧等发生复杂的光化学反应，生成“二次气溶胶”。
也就是说，在二次无机气溶胶中，其实也有一部分是汽车尾气经过二次反应后生成的，这一部分同样也属于汽车尾气的贡献。
王跃思研究员的研究表明，二次无机气溶胶中，一般至少有一半以上是由汽车造成的。26%的一半以上，就是13%以上，加上一次气溶胶中汽车尾气的3%（汽车尾气与垃圾焚烧共4%，论文中说明汽车尾气为3%），就是16%以上。

另外，一般提到机动车对PM2.5的贡献，大家只会想到尾气排放。但事实上，机动车对PM2.5还有一个贡献，就是道路扬尘。
论文的6个来源中，还有一个叫做“土壤尘”，占15% 。土壤尘一般包括道路上的扬尘扬沙和建筑工地上的扬尘扬沙。在北京这样的城市里，道路扬尘扬沙几乎全是因为机动车行驶，大概占一半左右。也就是说，土壤尘的15%中，还有7.5%左右也是机动车的贡献。
16%以上 7.5%=23.5%以上，这个数字与绝大部分研究数据（20-30%）是比较接近的。

所以，这篇论文实际上并没有对过去的主流研究结论作出什么颠覆，之所以被误读，是因为媒体和公众对论文中的专业概念不清楚。

**********重点完**********

在此我想说的是，有些时候，专业学术论文并不适合直接拿来回答公众疑问。因为学术论文的阅读对象通常是同行，所以它会默认读者对有些专业概念和写作思路是心里门儿清的，就不去多加解释。而媒体也好，公众也好，其实都是外行，跨界专业论文是很难看懂的。因此，媒体在直接报道学术成果时，最好在专业人士的帮助下来作理解。
另外，对于一个公共话题，比如雾霾成因、PM2.5来源之类，这看起来是一个简单的问题，但却没有一个简单的答案。对于这种问题的回答，需要很多人花很多时间，在专业领域内共同探索。等真的能作出回答时，往往是融合了若干论文乃至若干课题中步步推进的结论。所以，不要指望一篇论文就能回答公众疑问。

昨天有人在评论里跟我说：你别跟我说这么多，你就告诉我你到底支持不支持单双号限行？
这么说吧，就我个人而言，我支持。因为我反复表达过，大家不可能既不牺牲经济利益、也不改变生活方式、还能治理雾霾——世上哪有这么美满的万全之策？！
雾霾的治理一定要付出代价，我个人愿意付出这个代价。
至于不愿意的人，我也表示理解和尊重。每个人对生活质量的侧重不一样，有的人就认为空气质量不那么重要，出行方便才最重要。这无可厚非，完全应该尊重。
但是我觉得，凡事一码归一码，不愿意的人应该正视自己不愿意的理由，而不是去说什么“机动车尾气的影响相当于居民在小区里放了一个屁”。

风神、苏 · 发表于 2014-12-4 17:06:11

看不懂啊

汉尼拔 · 发表于 2014-12-4 17:22:18

呵呵有点学术有点绕口，不过现实当中一单双号 apec蓝就出现，限制机动车还是立竿见影的

新手上路 · 发表于 2014-12-5 10:40:23

限行肯定是路上车少了，就怕单双号限行有的人就要买两辆车，单号、双号各一辆，限行就没有意义了

享自由 · 发表于 2014-12-5 12:05:49

很是专业

享自由 · 发表于 2014-12-5 12:06:00

根本看不懂

枫林晚 · 发表于 2014-12-6 08:47:48

汉尼拔发表于 2014-12-4 17:22( i) g9 Q' o5 _
呵呵有点学术有点绕口，不过现实当中一单双号 apec蓝就出现，限制机动车还是立竿见影的 ...

河北工业企业停产的 4000多家，限行只是很小一部分。

汉尼拔 · 发表于 2014-12-6 19:35:04

枫林晚发表于 2014-12-6 08:47& }8 t9 k6 B9 [. {- h" Q: H4 Q% C' w
河北工业企业停产的 4000多家，限行只是很小一部分。

应该对城市有点作用

定海神针 · 发表于 2014-12-7 09:16:40

拭目以待

枫林晚 · 发表于 2014-12-7 20:20:33

汉尼拔发表于 2014-12-6 19:35! r$ l7 y0 M0 B6 G
应该对城市有点作用

局部可能有强化作用，相当于小区里烧树叶时路过的几个人又放了个屁

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