用核分析技术解析来源：寻找PM2.5的“核指纹”

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，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。”