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PM2.5:中日誰欠誰的空氣賬
[2014/9/28]
這是近年來中國跨境空氣污染日本的爭論中,較少公開發表的定量結論,報告的結論已經撰寫成論文。“這是相關領域第一篇即將發表的論文,我們希望看到更多可供比較的研究。”金谷表示。
因為論文目前還沒通過同行審議,金谷將論文的結果暫時視為“初步結果”。日本環境省綜合環境政策局環境經濟課課長輔佐岡崎雄太表示:“我們還沒有跨境污染比率的結論,包括金谷先生在內的專家們都還在研究。”從2013年起,日本已根據中國空氣污染制定了應急方案、援助辦法。如金谷的定量結論確定的話,這將可能影響日本政府的相關政策。
數據未審議 但早有定論
金谷這位畢業于2000年的東京大學博士已經發表了82篇國際學術論文,長期關注亞洲空氣污染問題,和中韓學者聯合開展過學術研究。金谷是日本海洋研究開發機構地球表層物質循環研究領域的主任代理,這位畢業于2000年的東京大學博士已經發表了82篇國際學術論文。
在給日本環境省所作的報告中,金谷最新的研究發現:東京周邊地區的PM2.5中,中國的貢獻率在8%-84%,平均值為39%;九州周邊地區,中國的貢獻率在56%-92%,平均值為61%。
“這取決于到達東京的大氣是如何傳輸的。有時候大氣快速從中國傳輸過來,就會導致比例很高。而當東京的大氣很靜穩時,當地的影響就尤為突出。所以我們認為東京主要受到當地的影響,而九州的影響主要是來自中國。”在東亞版圖上,九州島是日本距離中國最近的地區。
PM2.5的形成和傳輸過程相當復雜,并不能簡單的如此想象:當中國遭遇重污染時,日本也隨之受到影響。這意味著跨境污染需要一定的氣象條件。一個例證是,2013年1月,北京PM2.5瞬時濃度上千的那幾日,金谷并沒有在日本觀測點觀察到PM2.5濃度升高。而在2014年2月,中國華北又遭遇長時間的重污染時,日本近幾和北陸地區濃度超標,有十個都道府縣發出了減少外出的警報。
“日本與我國同處北半球西風帶,日本位于下風向,我國較高的空氣污染物排放會對日本的空氣質量有一定的影響。”中國環科院大氣環境研究所孟凡研究員說。
孟凡長期關注東北亞地區區域空氣污染研究,他沒有明確評價金谷結論中的數字,而是強調,“因為距離較遠,我國對日本空氣質量的影響絕對量是很小的。但由于日本空氣質量較好,在特定的氣象條件下我國對日本特定地點的相對影響會顯得比較大。”目前,日本空氣質量最差的東京地區PM2.5年均濃度約為20微克 /立方米,相當于我國海口的空氣質量。
金谷和不少中國大氣污染領域的學者相熟,合作發表過很多論文。他在北京、山東開展的實地觀測也部分支撐了他的跨境污染研究。
雖然金谷的中國學者朋友們表示不便直接評價他的結論,但國內外的研究結論大體類似。南京信息工程大學大氣物理學院教授朱彬的研究也發現:在區域上,中國對日本的主要影響是日本南部和靠近中國的島嶼如沖繩;而東京等大城市的氮氧化物、揮發性有機物還是當地排放的貢獻較大。
在國內學者看來,金谷的研究方法也是國際通行的方法:模型模擬,結合實地觀測驗證。模型模擬的正是PM2.5的形成和傳輸過程:污染物從中國的機動車、電廠或是工業企業等污染源排出,在復雜的氣象條件下,發生化學反應、傳輸、沉降,到達日本。
模型模擬的不確定性很大,金谷認為最大的不確定性來自PM2.5反應過程中,有機物的模擬值偏低,這會對研究的結果——中國的貢獻率,產生10%- 15%的誤差。另外,列出污染物來自哪里的源清單也存在著不確定性。“日方采用污染源清單對我國排放量估算一般比我國環保部門公布的數字偏大,但目前很難評估其準確程度,需要開展進一步的研究。”孟凡說。
所以,模型模擬的不確定性需要實地觀測來驗證。日本西部的福江島遠離城市,當地幾無污染排放,而距離上海只有約700公里。“來自西面的季風很容易將上海的污染傳輸過來。”金谷說。這是中國跨境污染的極佳觀測點。
2010年,福江島的日均PM2.5濃度超標天數達到了26天,超過了日本空氣質量標準規定的“不超過7天”。“這說明了日本西部受到跨境空氣污染影響的可能性。”金谷解釋。2012年秋,這個推斷在課題組的實地觀測中得到了支持:在濟州島(屬韓國,距離福江島很近)監測到的污染物,5-8小時后被福江島的監測儀器捕捉到了。
亦有本土污染
對于中國空氣污染漂洋過海,日本民眾早已焦慮。
在金谷的印象中,2013年,中國灰霾報道在日本突然熱門起來,稱北京PM2.5濃度達到了900微克/立方米,霾鎖中國的照片大量見諸媒體。
這導致大批日本人離開中國。據日本駐上海總領事館統計,2013年10月1日,常居上海的日本人同期減少9700人。這是自1994年總領事館開始統計以來,人數首次下降。
跨境污染的擔憂開始彌漫開去,相關媒體報道也逐漸增多。“幾年前媒體開始報道,所以日本人對于跨境空氣污染的關注度上升了很多。”一名五十多歲的東京婦女回憶道,商業界反應很快,開始銷售口罩、空氣凈化器。而在藥妝店,甚至連標注“抗PM2.5”的防曬霜都擺在顯著位置。
“氣象臺根據中國的污染情況和上空氣流關系,提醒大家采取適當措施,如戴口罩、不要開窗戶,甚至不要出去。”這名婦女說,“其實,日本國內也有PM2.5,但從其他國家飄進來、無法控制的還是讓人感覺不一樣。很多媒體認為可以提供日本技術,改良中國工廠的排煙設備。”
2013年2月,日本出臺了應對預案,建議居民在來自中國的空氣污染濃度超出日本上限兩倍之時減少外出。兩個月之后,日本政府決定援助整個東亞地區以對抗PM2.5。
相對于民眾的敏感,金谷卻較為冷靜。“我的觀點是,過去的五年,跨境污染幾乎沒有變化,實際上,日本在2013年的PM2.5濃度和其他年份幾乎保持著同樣的水平。”
“以PM2.5為例,近年來日本已經識別出了來自中國的影響,尤其是日本西部地區。當然,日本國內的污染也很重要,國內外的影響是疊加的。”金谷表示。
據悉,其他日本學者也同樣強調了本土污染,環保組織也起著疏導作用。位于大阪的環保組織藍天財團是1970年代應對空氣污染時成立,“(面對公眾的咨詢)我們的回答是空氣污染的原因不只是從中國來的跨境污染,還包括日本國內的污染源,例如工廠、機動車。”藍天財團事務局長藤江徹說。
“來自韓國的污染也會影響日本,但是這比不上來自中國的污染。”韓國延世大學醫學院環境研究所教授申東春表示,關于中國沙塵暴影響韓國的研究很多,但是 PM2.5的研究還在進行中,到2015年,韓國才會執行規定了PM2.5的空氣質量標準。目前,很多問題因為“缺乏數據”而無法回答。申冬春甚至曾致電中國的環保組織,咨詢跨境污染的問題。
產品出口日韓 污染留在中國
中日韓之間的污染相互輸送其實是老話題。
1999年,中、日、韓三國就共同發起了大型國際合作研究項目“東北亞空氣污染物長距離跨界傳輸的監測和模擬研究”(Long-rangeTrans-boundaryAirPollutantsinNorthEastAsia),簡稱為“LTP項目”。
“由于1990年代日本的本地排放比現在高,中國的排放量比現在低,所以一些早期的研究結論顯示當時中國的相對貢獻比現在要低。”孟凡說。
據孟凡介紹,LTP項目采用與金谷類似的方法計算了中日韓間的空氣污染的相互影響。其后的環保公益項目“東亞地區大氣污染輸送通量及源-受體關系研究” 中,中國環科院和中科院大氣物理研究所也采用了更先進的計算方法計算。關于東亞地區各國間相互影響的貢獻率,由于模式計算方法和基礎數據的不同,不同研究者存在著不同程度的差異。
LTP的研究中還計算了貿易上的間接污染,即中國出口產品到日韓,而污染留在本地的情況。“結果是飄過去的污染小于因生產出口日韓產品而留在中國本地的污染。”參與LTP研究的北京大學環境科學與工程學院副教授王奇說,“三國的發展水平差異大,要考慮中國的發展階段。”
但針對LTP項目結果,中方尚未直接發表文章。
2014年8月18日,在一個環境報道的國際交流會上,德國和日本參會者都不約而同談到北京的空氣污染。德國參會者記得自己曾看過一篇發表于2014年的論文,論文發現,在2006年,在中國的污染中36%的二氧化硫、27%的氮氧化物、22%的一氧化碳都是因為生產出口產品而排放。
雖然在貢獻率的數據未達成共識,中日的學者對于空氣質量的改善都表示了樂觀態度。
“中國過去十年的二氧化硫和煙塵總量控制的效果,已經在日本等下風向觀測站顯現。”孟凡指出,“根據東亞酸雨監測網的檢測結果,近年來日本靠近中國的觀測站二氧化硫、硫酸鹽濃度和PM10已經有所下降。”
而根據金谷的計算,如果中國僅僅減少20%的排放,就可以提高日本PM2.5的達標率。“所以,我很樂觀的是,如果中國的政策朝著減少健康風險的方向執行,跨境污染問題也就隨之消失。”
據岡崎雄太介紹,現在日本環境省正在推進地方政府之間的合作,兩國之間已有三百多個友好城市。“另外,我們還推進日中韓三國的合作。2013年三國環境部長同意建立三國大氣污染政策對話,2014年3月在北京舉行了第一次會議。”
擺在中日韓面前更大的難題是臭氧。由于臭氧比PM2.5在大氣中的時間更長,其來源就更為遙遠。2010年的一篇論文指出,日本2000-2005年春季的臭氧來源中,22%來自日本國內,12%來自中國,6%來自朝鮮半島,7%來自歐洲和北美。
“因此,區域減排只能帶來很小的受益。對于臭氧而言,還需要全球尺度的協作。”金谷說。
因為論文目前還沒通過同行審議,金谷將論文的結果暫時視為“初步結果”。日本環境省綜合環境政策局環境經濟課課長輔佐岡崎雄太表示:“我們還沒有跨境污染比率的結論,包括金谷先生在內的專家們都還在研究。”從2013年起,日本已根據中國空氣污染制定了應急方案、援助辦法。如金谷的定量結論確定的話,這將可能影響日本政府的相關政策。
數據未審議 但早有定論
金谷這位畢業于2000年的東京大學博士已經發表了82篇國際學術論文,長期關注亞洲空氣污染問題,和中韓學者聯合開展過學術研究。金谷是日本海洋研究開發機構地球表層物質循環研究領域的主任代理,這位畢業于2000年的東京大學博士已經發表了82篇國際學術論文。
在給日本環境省所作的報告中,金谷最新的研究發現:東京周邊地區的PM2.5中,中國的貢獻率在8%-84%,平均值為39%;九州周邊地區,中國的貢獻率在56%-92%,平均值為61%。
“這取決于到達東京的大氣是如何傳輸的。有時候大氣快速從中國傳輸過來,就會導致比例很高。而當東京的大氣很靜穩時,當地的影響就尤為突出。所以我們認為東京主要受到當地的影響,而九州的影響主要是來自中國。”在東亞版圖上,九州島是日本距離中國最近的地區。
PM2.5的形成和傳輸過程相當復雜,并不能簡單的如此想象:當中國遭遇重污染時,日本也隨之受到影響。這意味著跨境污染需要一定的氣象條件。一個例證是,2013年1月,北京PM2.5瞬時濃度上千的那幾日,金谷并沒有在日本觀測點觀察到PM2.5濃度升高。而在2014年2月,中國華北又遭遇長時間的重污染時,日本近幾和北陸地區濃度超標,有十個都道府縣發出了減少外出的警報。
“日本與我國同處北半球西風帶,日本位于下風向,我國較高的空氣污染物排放會對日本的空氣質量有一定的影響。”中國環科院大氣環境研究所孟凡研究員說。
孟凡長期關注東北亞地區區域空氣污染研究,他沒有明確評價金谷結論中的數字,而是強調,“因為距離較遠,我國對日本空氣質量的影響絕對量是很小的。但由于日本空氣質量較好,在特定的氣象條件下我國對日本特定地點的相對影響會顯得比較大。”目前,日本空氣質量最差的東京地區PM2.5年均濃度約為20微克 /立方米,相當于我國海口的空氣質量。
金谷和不少中國大氣污染領域的學者相熟,合作發表過很多論文。他在北京、山東開展的實地觀測也部分支撐了他的跨境污染研究。
雖然金谷的中國學者朋友們表示不便直接評價他的結論,但國內外的研究結論大體類似。南京信息工程大學大氣物理學院教授朱彬的研究也發現:在區域上,中國對日本的主要影響是日本南部和靠近中國的島嶼如沖繩;而東京等大城市的氮氧化物、揮發性有機物還是當地排放的貢獻較大。
在國內學者看來,金谷的研究方法也是國際通行的方法:模型模擬,結合實地觀測驗證。模型模擬的正是PM2.5的形成和傳輸過程:污染物從中國的機動車、電廠或是工業企業等污染源排出,在復雜的氣象條件下,發生化學反應、傳輸、沉降,到達日本。
模型模擬的不確定性很大,金谷認為最大的不確定性來自PM2.5反應過程中,有機物的模擬值偏低,這會對研究的結果——中國的貢獻率,產生10%- 15%的誤差。另外,列出污染物來自哪里的源清單也存在著不確定性。“日方采用污染源清單對我國排放量估算一般比我國環保部門公布的數字偏大,但目前很難評估其準確程度,需要開展進一步的研究。”孟凡說。
所以,模型模擬的不確定性需要實地觀測來驗證。日本西部的福江島遠離城市,當地幾無污染排放,而距離上海只有約700公里。“來自西面的季風很容易將上海的污染傳輸過來。”金谷說。這是中國跨境污染的極佳觀測點。
2010年,福江島的日均PM2.5濃度超標天數達到了26天,超過了日本空氣質量標準規定的“不超過7天”。“這說明了日本西部受到跨境空氣污染影響的可能性。”金谷解釋。2012年秋,這個推斷在課題組的實地觀測中得到了支持:在濟州島(屬韓國,距離福江島很近)監測到的污染物,5-8小時后被福江島的監測儀器捕捉到了。
亦有本土污染
對于中國空氣污染漂洋過海,日本民眾早已焦慮。
在金谷的印象中,2013年,中國灰霾報道在日本突然熱門起來,稱北京PM2.5濃度達到了900微克/立方米,霾鎖中國的照片大量見諸媒體。
這導致大批日本人離開中國。據日本駐上海總領事館統計,2013年10月1日,常居上海的日本人同期減少9700人。這是自1994年總領事館開始統計以來,人數首次下降。
跨境污染的擔憂開始彌漫開去,相關媒體報道也逐漸增多。“幾年前媒體開始報道,所以日本人對于跨境空氣污染的關注度上升了很多。”一名五十多歲的東京婦女回憶道,商業界反應很快,開始銷售口罩、空氣凈化器。而在藥妝店,甚至連標注“抗PM2.5”的防曬霜都擺在顯著位置。
“氣象臺根據中國的污染情況和上空氣流關系,提醒大家采取適當措施,如戴口罩、不要開窗戶,甚至不要出去。”這名婦女說,“其實,日本國內也有PM2.5,但從其他國家飄進來、無法控制的還是讓人感覺不一樣。很多媒體認為可以提供日本技術,改良中國工廠的排煙設備。”
2013年2月,日本出臺了應對預案,建議居民在來自中國的空氣污染濃度超出日本上限兩倍之時減少外出。兩個月之后,日本政府決定援助整個東亞地區以對抗PM2.5。
相對于民眾的敏感,金谷卻較為冷靜。“我的觀點是,過去的五年,跨境污染幾乎沒有變化,實際上,日本在2013年的PM2.5濃度和其他年份幾乎保持著同樣的水平。”
“以PM2.5為例,近年來日本已經識別出了來自中國的影響,尤其是日本西部地區。當然,日本國內的污染也很重要,國內外的影響是疊加的。”金谷表示。
據悉,其他日本學者也同樣強調了本土污染,環保組織也起著疏導作用。位于大阪的環保組織藍天財團是1970年代應對空氣污染時成立,“(面對公眾的咨詢)我們的回答是空氣污染的原因不只是從中國來的跨境污染,還包括日本國內的污染源,例如工廠、機動車。”藍天財團事務局長藤江徹說。
“來自韓國的污染也會影響日本,但是這比不上來自中國的污染。”韓國延世大學醫學院環境研究所教授申東春表示,關于中國沙塵暴影響韓國的研究很多,但是 PM2.5的研究還在進行中,到2015年,韓國才會執行規定了PM2.5的空氣質量標準。目前,很多問題因為“缺乏數據”而無法回答。申冬春甚至曾致電中國的環保組織,咨詢跨境污染的問題。
產品出口日韓 污染留在中國
中日韓之間的污染相互輸送其實是老話題。
1999年,中、日、韓三國就共同發起了大型國際合作研究項目“東北亞空氣污染物長距離跨界傳輸的監測和模擬研究”(Long-rangeTrans-boundaryAirPollutantsinNorthEastAsia),簡稱為“LTP項目”。
“由于1990年代日本的本地排放比現在高,中國的排放量比現在低,所以一些早期的研究結論顯示當時中國的相對貢獻比現在要低。”孟凡說。
據孟凡介紹,LTP項目采用與金谷類似的方法計算了中日韓間的空氣污染的相互影響。其后的環保公益項目“東亞地區大氣污染輸送通量及源-受體關系研究” 中,中國環科院和中科院大氣物理研究所也采用了更先進的計算方法計算。關于東亞地區各國間相互影響的貢獻率,由于模式計算方法和基礎數據的不同,不同研究者存在著不同程度的差異。
LTP的研究中還計算了貿易上的間接污染,即中國出口產品到日韓,而污染留在本地的情況。“結果是飄過去的污染小于因生產出口日韓產品而留在中國本地的污染。”參與LTP研究的北京大學環境科學與工程學院副教授王奇說,“三國的發展水平差異大,要考慮中國的發展階段。”
但針對LTP項目結果,中方尚未直接發表文章。
2014年8月18日,在一個環境報道的國際交流會上,德國和日本參會者都不約而同談到北京的空氣污染。德國參會者記得自己曾看過一篇發表于2014年的論文,論文發現,在2006年,在中國的污染中36%的二氧化硫、27%的氮氧化物、22%的一氧化碳都是因為生產出口產品而排放。
雖然在貢獻率的數據未達成共識,中日的學者對于空氣質量的改善都表示了樂觀態度。
“中國過去十年的二氧化硫和煙塵總量控制的效果,已經在日本等下風向觀測站顯現。”孟凡指出,“根據東亞酸雨監測網的檢測結果,近年來日本靠近中國的觀測站二氧化硫、硫酸鹽濃度和PM10已經有所下降。”
而根據金谷的計算,如果中國僅僅減少20%的排放,就可以提高日本PM2.5的達標率。“所以,我很樂觀的是,如果中國的政策朝著減少健康風險的方向執行,跨境污染問題也就隨之消失。”
據岡崎雄太介紹,現在日本環境省正在推進地方政府之間的合作,兩國之間已有三百多個友好城市。“另外,我們還推進日中韓三國的合作。2013年三國環境部長同意建立三國大氣污染政策對話,2014年3月在北京舉行了第一次會議。”
擺在中日韓面前更大的難題是臭氧。由于臭氧比PM2.5在大氣中的時間更長,其來源就更為遙遠。2010年的一篇論文指出,日本2000-2005年春季的臭氧來源中,22%來自日本國內,12%來自中國,6%來自朝鮮半島,7%來自歐洲和北美。
“因此,區域減排只能帶來很小的受益。對于臭氧而言,還需要全球尺度的協作。”金谷說。
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