眼下虽已四月,采暖季早已结束,但京津冀及周边的雾霾问题仍是公众关注的焦点。而且,诸如PM2.5来源等一些相关基础性问题仍未有定论,使得雾霾治理缺乏科学依据。环保部副部长吴晓青曾表示,“底数不清、机理不明、技术不足”是制约我国大气污染防治工作的瓶颈之一。

  近日,《中国科学报》记者在采访一些核技术专家时了解到,使用核分析技术,有望为突破十面“霾伏”提供更精准的“武器”。

  PM2.5来源仍然说不清

  在PM2.5来源中,几大“祸首”分别是扬尘、燃煤、尾气排放和工业排放。然而,究竟谁是“老大”、各占比例多少一直没有确切数据。

  “只有摸清产生雾霾的主要因素,治理才能有的放矢。”环保部有关负责人透露说,为防范由于污染源头不清造成的认识混乱及治理资源浪费,环保部已开始部署污染源解析工作,并且有步骤推进。

  所谓源解析,就是分析PM2.5组分,弄清产生这些组分的排放源,进而有的放矢地指导污染治理工作。

  中国环境科学研究院副院长柴发合表示,我国目前在大气污染治理方面存在的问题是监测较多,源解析的研究工作较少,污染源解析涉及的输入数据(元素、同位素、种态、有机物、次级污染离子)不多,取样周期较短,导致源解析结果粗糙,不能完全回答到底有多少种主要污染源、这些污染源是本地来的还是外地来的、各占多少份额等问题。

  “由于源解析输入数据的种类缺少,得到的源解析结果代表性较差,不同分析结果之间争议较大,主要污染源种类不全,污染源溯源和追踪难以深入进行。”中国原子能科学研究院“千人计划”特聘研究员崔大庆表示,源解析存在的瓶颈问题需要更好的解决方法,而利用先进的核分析技术结合精细化的源解析,将是求解治霾之困的良方。

  具有两大优势的“标准方法”

  “核分析技术有两大优势。”中科院院士柴之芳在接受记者采访时说,一是不破坏样品,二是准确度高,“这两条也是最重要的”。

  与化学分析方法相比,核分析技术无须溶液,不容易沾污样品,也不容易造成样品组分损失,因此分析数据的质量高很多。柴之芳表示,核分析技术在国际上是一个“标准方法”。

  1994年,国际原子能机构组织了由30个国家参加的“大气污染监测和评价中的核分析技术”研究项目,首次肯定了核分析技术在PM10和PM2.5颗粒物源解析中的作用。

  其实,中国在这方面并不落后。中国原子能科学研究院、中科院高能所、中科院上海应物所等机构都曾做过相关工作。

  柴之芳告诉记者,中科院高能所早在上世纪80年代就专门成立了一个“气”组,利用核分析技术研究京津冀大气污染溯源,还包括沙尘暴的源解析等。“现在的污染情况有所变化,但方法很多是一样的。”

  例如,中子活化分析和全反射X荧光分析具有非破坏、高准度、高灵敏和无污染以及多元素同时分析等特点,可测定PM2.5中四五十种元素;二次离子质谱和加速器质谱可进行PM2.5样品同位素丰度分析等。

  “中国原子能科学研究院、中科院高能所、中科院上海应物所等科研单位具有上述工作所需的反应堆、加速器等大科学平台,与中国环境科学研究院的系统工作结合,可在现有基础上迅速行动起来。”中国原子能科学研究院副院长柳卫平说。

  组建“联合部队”应对挑战

  PM2.5问题已迫在眉睫,核科学家们也都摩拳擦掌,随时准备投入这场治霾的战斗中。

  崔大庆认为,这需要建立一支“联合作战部队”,发挥核分析技术在高灵敏度、高准确度、超痕量多元素、多种同位素分析方面的优势,联合常规分析手段,针对PM2.5污染源解析面临的指纹成分输入不足、源解析结果代表性不强、污染源溯源困难等问题展开研究,提高灰霾形成机制的研究水平。“简而言之,就是找到求解灰霾精确来源之谜的‘核指纹’。”

  除技术门槛和设备要求较高外,柴之芳坦言,核分析技术也不是万能的,所以必须强强联合、优势互补,将核方法和比较成熟的常规方法结合起来。

  目前,很多核分析手段已十分成熟,只要通过一些大气监测的适应性改造,便可发挥作用。柳卫平表示,希望用一两年时间形成一幅完整的技术使用场景“拼图”,有多种技术手段供环保部门选择,满足突发性的来源判定和日常性的监测技术两方面需求。

  “到那时,我们核科学家可以自豪地说:核电为降低PM2.5出了力,核分析技术为判断PM2.5来源作出了贡献。”