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用北斗衛(wèi)星檢查中國的污染問題
phys
2018/06/25 10:41
近幾十年來，空氣污染一直籠罩著中國的城市。作為回應，中國政府已采取措施清理天空。但這些政策有效嗎？如今，麻省理工學院(MIT)一位學者聯(lián)合撰寫的一項創(chuàng)新研究表明，中國的一項關鍵的反污染法律確實有效-但并不均衡，有一組特定的污染者最容易適應它。
衛(wèi)星空氣質量檢測
用衛(wèi)星檢查中國的污染問題
該研究調查了一項中國法律，該法律要求燃煤電廠從2014年7月開始大幅減少二氧化硫的排放。二氧化硫是一種與呼吸系統(tǒng)疾病有關的污染物?？偟膩碚f，研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著政策的實施，燃煤電廠的排放濃度下降了13.9%。
麻省理工斯隆管理學院(MIT Sloan School of Management)助理教授瓦萊麗？卡加(Valerie Karplus)表示:“在政策截止日期前后，二氧化硫濃度大幅下降。”“這是非常重要的。在中國，風險真的很高。
然而，這個結果也有一些奇怪之處。這項法律要求在污染更嚴重、人口更稠密的地區(qū)減少更多的二氧化硫排放，但研究人員發(fā)現(xiàn)，那些被稱為“關鍵”地區(qū)的地方恰恰是植物最不適應的地方。
Karplus指出:“我們發(fā)現(xiàn)，植物報告的二氧化硫與關鍵地區(qū)獨立的衛(wèi)星測量數(shù)據(jù)之間的對應關系最低。這包括北京和上海周邊地區(qū)的燃煤電廠，以及其他人口眾多、經濟富裕的地區(qū)。”
事實上，研究人員之所以發(fā)現(xiàn)了這一點，正是因為他們在研究中采用的方法，一方面將測量二氧化硫的衛(wèi)星數(shù)據(jù)與相對較新的地面排放監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行了比較，這種方法可以確定排放超過法律的地方，即使審計和報告沒有捕捉到過量污染。
本周，《國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)刊登了一篇題為“量化中國燃煤電廠對更嚴格的二氧化硫排放標準的反應”(quantizing coal power plant response to tight SO2 emissions standards in China)的論文。
為了進行這項研究，研究人員檢查了來自連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)的二氧化硫數(shù)據(jù)。CEMS是一種基于發(fā)電廠的傳感器系統(tǒng)，用于捕捉中國地面排放的污染物濃度。研究小組查看了四個省份256家工廠的數(shù)據(jù)。他們還使用了美國宇航局的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，測量了全球二氧化硫濃度水平，并對地理細節(jié)進行了詳細的測量。正如研究人員在論文中所寫的那樣，這為“評估植物水平發(fā)射行為的變化提供了一個客觀的來源，而這種變化是不容易被操縱的。”
也就是說，CEMS數(shù)據(jù)可能會受到發(fā)電廠行動的影響——從不完全報告到傳感器操作。但NASA的數(shù)據(jù)不會受到影響地面讀數(shù)的影響。
然后，通過對這兩個系統(tǒng)的結果進行評估，Karplus、Zhang和Almond通過聚焦于孤立的發(fā)電廠來查看數(shù)據(jù)集的對應程度和位置。
“因為我們正在將CEMS中的模式與可信的、成熟的數(shù)據(jù)源進行比較，這有助于證明我們在這里看到的是真實的，而且背后有一個解釋，”Karplus說。
有趣的是，來自這兩個監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與研究人員所稱的“非關鍵”區(qū)域非常吻合，在這些區(qū)域，二氧化硫的最大允許濃度從每立方米400毫克降低到每立方米200毫克。但在污染嚴重、人口密集的“關鍵”地區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)沒有對應的證據(jù)。在這些地區(qū)，每立方米限量為50毫克。
更嚴格的新標準可能會讓發(fā)電廠更難滿足。因此，對不同結果的一種可能解釋可能是“更嚴格的新標準和遵守的壓力可能促使工廠管理者偽造或選擇性地忽略濃度數(shù)據(jù)，”研究人員在論文中寫道。研究進一步發(fā)現(xiàn)，關鍵地區(qū)的合規(guī)報告從100%下降到50%左右，這進一步表明，新標準對許多工廠來說很難達到。
因此，除了表明整體進展的底線結果之外，新的研究可能包含了一些政策教訓。首先，Karplus建議，“各國政府可以而且應該利用遙感數(shù)據(jù)作為一種方式，對它們從遵守特定政策的排放國獲得的數(shù)據(jù)進行獨立核查。衛(wèi)星數(shù)據(jù)可能有助于支持中央政府遏制空氣污染的雄心。”
她指出，可以肯定的是，中國不僅使用了CEMS數(shù)據(jù)，而且還提供了這些數(shù)據(jù)，這是“中國環(huán)境管理取得真正進展的一個跡象”。但衛(wèi)星數(shù)據(jù)對精確監(jiān)測至關重要。
此外，Karplus補充說，收緊污染標準是必要的，但不足以讓排放大戶持續(xù)減少污染。當公司和地方政府有更強的執(zhí)行能力，以及支持準確報告的規(guī)則和規(guī)范時，新標準可能會發(fā)揮最好的作用。
環(huán)境政策并不存在于真空中，這需要重新認識企業(yè)的環(huán)境責任，建立可信的報告體系。在中國，仍有很長的路要走，但最近的進展非常令人鼓舞。