P****R 发帖数: 22479 | 1 专访德国大气化学家
室外空气污染导致全球每年450万人过早死亡,研究污染物如何进入和损伤人体将有助
于减少疾病和死亡人数。虽然公共卫生专家通过统计学方法已经揭示了空气污染与疾病
和死亡的关系,但是很少有科学家研究空气污染和疾病的直接关系。
近日,德国马普化学所的科学家Johannes Lelieveld和同事在《自然》杂志(Nature)
[1]上呼吁更广泛的跨学科研究以优化排放管制措施。除了医务人员和生物学家的参与
,还应该包括流行病学家,毒理学家,健康经济学家和大气化学家。
Johannes Lelieveld指出,研究空气污染需要认识到几个问题。
首先是来源问题。正如之前大气化学家报道的,在发展中国家最主要的主要来源是居民
供暖和生火做饭产生的烟尘、垃圾处理不当和柴油机的使用。比如在尼泊尔,大部分居
民仍然使用小炉灶烧木头做饭取暖,燃烧不充分产生的烟尘占整个国家总污染物的70%
。在发达国家,主要来源是农业化肥和畜牧业排放的氨气,氨气在大气中经过复杂的多
相化学反应形成细颗粒物(PM2.5)。比如在欧洲和美国东部,农业和畜禽养殖业排放
的氨气经过化学反应形成细颗粒物占总污染物的40%甚至更多。
其次,大气化学反应比较复杂。大多数细颗粒物(PM2.5)和臭氧是二次污染物,由人
为源和自然源经过化学反应生成。环境因素也影响污染指数,比如风。第三,污染物之
间互相影响。比如,减少氮氧化物的排放可以抑制硫酸盐颗粒的生成。需要注意的是,
污染物的排放和健康是一个非线性关系。减少一半的污染物排放并不意味着减少一半的
人口死亡。
Johannes Lelieveld和同事最后呼吁,大气化学家应该更积极地参与公共健康研究。一
方面,他们可以开发一些价格合理的测量污染物的新方法。另一方面,他们应该研究细
颗粒物的来源,并研究在大气圈和生物圈的界面上进行的化学反应。
为了进一步解释大气污染的不同污染源的问题,《知识分子》专访了文章的通讯作者
Johannes Lelieveld博士,以下为对话内容:
居民供暖和做饭是室外空气污染的主要来源
《知识分子》:根据你的研究,居民供暖和做饭是室外空气污染的主要来源,这解释了
全球范围内每年135万人的死亡。这很出乎我们的意料,我们通常认为机动车和工业是
主要来源。你能更详细地解释吗?
Lelieveld:在南亚国家比如印度和巴基斯坦,居民供暖和做饭是最主要的污染来源,
占到了50%。在中国这个比例少一点,中国还有其他污染来源,比如工业,交通和农业。
《知识分子》:如果改变居民供暖和做饭方式,污染会降低吗?
Lelieveld:当然。不仅仅指供暖和做饭的方式,还包括燃料来源。比如印度大部分采
用生物燃料,如果他们采用更清洁的燃料,污染会降低。我们要意识到污染不仅仅来自
于城市,还来自于城市之外。如果你看重污染期间的卫星图,你会发现这不是局部性的
。农村地区的排放很重要,城市的排放当然也很重要。城市中排放的污染物,与农业上
使用的氨肥挥发出氨气混合,最终形成细颗粒物。从气体排放到固体细颗粒物形成需要
几天时间。大尺度的混合和输运对于空气污染形成非常重要。所以如果改变农村地区的
供暖和做饭方式,不仅仅有利于农村,也有利于城市。
《知识分子》:这里说的生物燃料具体指什么?
Lelieveld:生物燃料包括木头,牛粪。比如印度广泛使用牛粪作为燃料。这和生物质
燃烧不一样,生物质燃烧为了农业比如焚烧秸秆。生物质燃烧在亚洲占很大比例,同时
在南美和非洲也占很大比例。
《知识分子》:农业造成的大气污染应对全球范围内五分之一的人口死亡负责,污染主
要来自于畜牧业和化肥释放的氨气。如果减少氨气的排放,空气污染是否会减弱?
Lelieveld:是的。氨气在形成颗粒物方面非常高效。一方面氨气会和硫酸反应;另一
方面氨气过量会促进形成硝酸盐,降低氨气会降低硝酸盐。所以,氨气作为空气污染的
很好的一个指标,降低氨气能够降低细颗粒物的形成。
《知识分子》:2017年有人在Nature报道[2]机动车排放的氮氧化物占到了总量的20%。
他们建议机动车执行欧6标准。对此你怎么评价?
Lelieveld:这是一个很好的话题。2015年大众柴油发动机尾气排放丑闻出现后,我们
发现机动车实际排放的污染物比之前预料的多。如果柴油车和汽油车都执行欧6标准,
机动车排放的尾气将对空气污染起到非常小的作用。
经济可持续发展,并不一定带来空气污染
《知识分子》:我们通常认为经济发展带来空气污染,是否有可能空气污染反作用于经
济发展?
Lelieveld:对于前半句,某种程度上是对的,但也不全对。比如在中国某些地区,空
气污染没有继续增长,但是经济仍然在发展。这表明经济可持续发展,并不一定带来空
气污染。经济发展的同时可以采取措施控制空气污染,比如可以给发电厂安装过滤设备
。对于后半句,空气污染会反作用于经济发展。我们很难量化,但是我们最近发现,农
业方面治理空气污染带来的利益大于投入[3]。所以,降低空气污染不仅仅降低人类的
痛苦,还能降低社会经济成本。
《知识分子》:你提出跨学科的研究将有助于优化管排措施。能具体谈谈吗?
Lelieveld:重要的是管排措施要有效。为了优化管排措施,我们要知道什么种类的细
颗粒物是最危险的。这不仅需要化学家,还需要医务人员、生物学家、流行病学家和毒
理学家的参与。但是这些学科的人经常独自研究。我认为这些专业的人员和大气化学家
的合作非常重要,以研究如何降低最危险的物质的排放。物理化学家发展的方法也可以
用来研究污染物如何影响人的呼吸道,比如,细颗粒物如何穿透呼吸道进入肺,如何进
入血管。物理化学家或者大气化学家发展的研究方法可以被生物学家采用。合作将会产
生很好的产出。
《知识分子》:你认为从研究到采取措施有延迟时间吗?
Lelieveld:我认为延迟时间主要来源于政治决策和实施。如果你降低排放,你会立刻
发现起效。但是,应该问一个问题,什么是最主要的排放因素。如果所有的排放都关闭
,将以巨大的经济损失为代价。在不同的国家和地区,主要的排放因素不同。当然,在
政治层面,不同的地区需要采取不同的管控措施(作者按:德国的立法权主要集中在联
邦,行政权和司法权大部分主要由各州行使,州类似于中国的省)。如果管控措施无效
,当地公众的支持会降低。
《知识分子》:你是说研究成果可靠,公众的支持会更多?
Lelieveld:当然。大多数政治家认为降低空气污染以阻碍经济发展为代价。但是我不
同意。这只是一个假定,降低空气污染阻碍经济发展并不是一个定论。政治家立法降低
空气污染,他们想看到立法之后的成果。关于哪一种排放因素是最主要的这个问题,如
果科学家不能给与正确的建议,那么立法就没有意义。立法如果没有意义,当地政治家
将没有动力来执行法律。
治理空气污染需要一个整体的策略
《知识分子》:你为什么认为化学家可以帮助解决空气污染问题?会有人认为是化学家
制造了空气污染,比如化工厂排放的废气。
Lelieveld:这是个很好的问题,因为工厂是空气污染的一个因素。我指的是研究方法
,比如物理化学家和大气化学家的研究,可以使得管控措施更有效。当然,某些工业排
放污染的废气,化学家可以采取措施净化废气。所有,两方面化学家都可以有所贡献。
《知识分子》:你认为使用天然气或者电取代生物燃料会更好吗?
Lelieveld:我认为最好使用电。包括做饭、开车,最好使用电。使用生物燃料或者天
然气做饭,同时会产生室内污染。问题是,你如何产生电?如果使用低质煤来发电,最
终对空气治理没有好处。如果在城市里开电动汽车,但是电来源于城市周围低质煤,那
么空气污染依然存在。所以,需要一个整体的哲学和策略。比如,使用清洁能源来发电
,用电来做饭和驱动汽车。很多国家包括中国已经意识到这个问题,正在采取措施。我
认为科学家可以做出贡献,帮助制定更好的策略,研发更新的技术,(使得能源的使用
)更清洁、更持续、更实惠。如果清洁不实惠,人们将没有兴趣。关于能源政策需要综
合考虑,包括技术层面、政治层面、社会经济层面,科学家可以在其中做出贡献。
《知识分子》:降低污染物浓度不仅提升空气质量,而且延缓气候变化?
Lelieveld:原则上来说,导致气候变化的排放物也是导致空气污染的因素。所以,降
低这方面污染物的排放是一个双赢。这取决于不同的国家。有的国家优先关注气候变化
,有的国家优先关注空气污染。但是,气候变化和空气污染的最终排放源基本一致。比
如,烧木头同时产生黑炭,黑炭同时导致气候变暖和空气污染。采取措施降低空气污染
最终也会延缓气候变化。
《知识分子》:对于中国,你能给一些意见吗?
Lelieveld:首先,我们要知道哪些措施是最有效的。不同的地区措施不一样。比如东
北地区以农业排放为主。珠三角和上海、北京各自有不同的特点。我认为研究不同地区
的管控措施很重要。当然,不仅仅局限于地区。比如,城市里的人认为只要把城市里的
污染源治理好了,当地城市的空气就会好。但是,其实污染是大范围的。另外,污染物
的排放和健康是一个非线性关系。如果污染物的浓度很高,微弱地降低污染物浓度对人
类健康将起不到作用。在中国只有大幅度地降低污染物浓度,才能看到人类健康状况有
所提升。
参考文献:
[1] Lelieveld, Jos. "Chemists can help to solve the air-pollution health
crisis." Nature 551.7680 (2017): 291-292.
[2] Anenberg, Susan C., et al. "Impacts and mitigation of excess diesel-
related NOx emissions in 11 major vehicle markets." Nature 545.7655 (2017):
467-471.
[3] Pozzer, Andrea, et al. "Impact of agricultural emission reductions on
fine-particulate matter and public health." Atmospheric Chemistry and
Physics 17.20 (2017): 12813. | m*******k 发帖数: 839 | 2 on the other hand, health is more closely related to family income, which
depends on economy.
【在 P****R 的大作中提到】![](/moin_static193/solenoid/img/up.png) : 专访德国大气化学家 : 室外空气污染导致全球每年450万人过早死亡,研究污染物如何进入和损伤人体将有助 : 于减少疾病和死亡人数。虽然公共卫生专家通过统计学方法已经揭示了空气污染与疾病 : 和死亡的关系,但是很少有科学家研究空气污染和疾病的直接关系。 : 近日,德国马普化学所的科学家Johannes Lelieveld和同事在《自然》杂志(Nature) : [1]上呼吁更广泛的跨学科研究以优化排放管制措施。除了医务人员和生物学家的参与 : ,还应该包括流行病学家,毒理学家,健康经济学家和大气化学家。 : Johannes Lelieveld指出,研究空气污染需要认识到几个问题。 : 首先是来源问题。正如之前大气化学家报道的,在发展中国家最主要的主要来源是居民 : 供暖和生火做饭产生的烟尘、垃圾处理不当和柴油机的使用。比如在尼泊尔,大部分居
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