中國氣象科學(xué)研究院的張小曳研究員對二次顆粒物的形成方式有更細(xì)致的研究，他認(rèn)為主要有三種：一是直接從氣體變?yōu)闅馊苣z粒子（這些新形成的氣溶膠粒子粒徑通常在30nm以下）；二是新粒子形成后通過碰并、集聚等過程形成一些更大的粒子（粒徑通常在100～200nm）；三是通過凝結(jié)等過程進(jìn)一步形成一些粒徑更大的粒子（多數(shù)在300nm，一般不超過1000nm，即PM1）。進(jìn)一步講，PM2.5中的二次顆粒物基本都是PM1之下的微小顆粒物。

　　張小曳的研究表明，北京PM2.5中大多是直徑小于1um（也稱為PM1）的粒子。其中最大的部分為有機(jī)碳?xì)馊苣z，約占40%；排在第二的是硫酸鹽氣溶膠，占16%，主要來自燃煤；第三大部分為硝酸鹽氣溶膠，約占13%，既有機(jī)動車燃油的貢獻(xiàn)，也有燃煤的影響；北京PM1中還有一個占11%的組分即元素碳，來自城市道路開挖、未覆蓋道路、建筑工地、工業(yè)煙塵和城市外礦物粉塵的輸入。

　　不同于一次顆粒物在空氣中相互獨(dú)立的運(yùn)動軌跡，二次顆粒物在生成過程中，漂浮在大氣里是相互發(fā)生化學(xué)作用的。比如二氧化硫變成硫酸鹽，氮氧化物與VOC發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成臭氧和二次有機(jī)氣溶膠。李俊華教授介紹，這種相互之間的化學(xué)反應(yīng)會造成1＋1≥2的效果，加速二次顆粒物的生成。

　　環(huán)科院大院里，一座不起眼的兩層小樓樓頂，有一個形如海洋貝殼似的龐然大物。大氣所的王學(xué)中老師帶領(lǐng)我來到頂層，其實(shí)就是半層高的儲藏間，需要彎著腰才不碰頭。他按動幾個按鈕，只聽樓頂傳來轟轟的聲響，巨型“貝殼”從中間裂開一道縫，慢慢打開，露出中間一個薄膜做成的方盒子，這就是用來研究大氣化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)裝置“煙霧箱”。王學(xué)中老師介紹，因?yàn)闊熿F箱的表皮是FEP薄膜，相當(dāng)脆弱，需要做一個外殼為它遮風(fēng)擋雨，之前的外殼是木質(zhì)的，2009年北京下大雪的時候壓垮了，又花10萬元為它量身定制了這副鐵皮殼。

　　環(huán)科院大氣所的這個“煙霧箱”是56立方米大，在國內(nèi)“煙霧箱”里邊已經(jīng)算是大的。“煙霧箱”的原理是隔離出一定體積的純凈空氣來，然后用各種方式注入化學(xué)物質(zhì)，并模擬光的作用，用以觀察大氣中不同物質(zhì)在不同光化學(xué)條件下的反應(yīng)機(jī)理。通俗講，這個透明的魔方盒子，就是為了對大氣中的各種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行可控制的試驗(yàn)，借此追查PM2.5的元兇。

　　但是，這個追兇過程并不容易?！盁熿F箱”只能模擬各種化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)過程和機(jī)理，要真正弄清楚北京PM2.5的兇手都有誰，還必須從實(shí)際出發(fā)。2013年12月30日，中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員張仁健公布了其課題組對北京地區(qū)PM2.5源解析的研究結(jié)果，認(rèn)為“北京霧霾有六大貢獻(xiàn)源”，分別是二次無機(jī)氣溶膠、工業(yè)污染、燃煤、土壤塵、生物質(zhì)燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒，依次占比為26%、25%、18%、15%、12%、4%。結(jié)論一出，眾人嘩然，因?yàn)橛∠笾谐鹘堑臋C(jī)動車尾氣只占到4%，北京環(huán)保局也出面對此提出質(zhì)疑。

　　之后，今年4月，北京環(huán)保局公布了一份官方的“PM2.5源解析清單”，從來源來看，28%～36%來自區(qū)域傳輸，其他的64%～72%都是北京本地產(chǎn)生。在本地來源中，機(jī)動車排放（占31.1%）、燃煤（占22.4%）、工業(yè)生產(chǎn)（占18.1%）的比重占據(jù)前三位，此外，揚(yáng)塵占14.3%，其他（包括餐飲、燒烤）等占14%左右。這個結(jié)果與多數(shù)專家的研究比較一致，但張仁健后來也出面辟謠，他并沒有把二次生成顆粒物算在其內(nèi)。這樣看來，偏差如此之大也就可以理解了。

　　實(shí)際上，這種針對“誰是主犯，誰是從犯”的辯論，一直持續(xù)到現(xiàn)在，不同的研究人員，采用不同的方法，在不同時間和地點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，得出的結(jié)果很可能相差甚大。這也是目前霧霾源解析工作中面臨的一個現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)——為了完成環(huán)保部定下的任務(wù)，趕在今年底之前公布35個城市的源解析清單，本來嚴(yán)肅的科學(xué)研究工作被迫駛?cè)肟燔嚨溃?5個城市各自找科研院所來解析自己的霧霾成因，并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

　　即便在相同時間、相同地點(diǎn)，采集相同的數(shù)據(jù)，套用不同的研究方法，所得出來的結(jié)論仍然會有差別。北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院的鄭玫老師還專門就此寫過一篇論文，她發(fā)現(xiàn)，方法不同，針對不同的污染源，所得出的結(jié)論差距也不盡相同。比如，道路揚(yáng)塵的差異較大，而機(jī)動車尾氣和生物質(zhì)燃燒的差距就較小。

　　鄭玫老師介紹，霧霾的源解析研究，首先是摸清家底，搞清楚所有污染源，比如單位面積內(nèi)有多少汽車、多少燃煤鍋爐，就能測算出理論上的污染排放總量，這是進(jìn)行源解析工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，有兩種基本的研究方法，一個是受體模型方法，即分析采集到的細(xì)微顆粒物，通過它的不同化學(xué)成分占比來反推污染源的貢獻(xiàn)率，這也是現(xiàn)在學(xué)界普遍采用的研究方法。二是空氣模型方法，受體分析固然可以解答一顆細(xì)微顆粒物里包含了多少硫酸鹽、多少硝酸鹽……但卻不能回答這些化學(xué)物質(zhì)是從哪里來的。利用空氣模型法，輸入污染源排放數(shù)據(jù)和空氣流動等參數(shù)，利用一套數(shù)學(xué)模型，就能像解方程式一樣，推斷出這些污染物來自哪里、來自哪一類污染源。比如，如果在大興捕捉到一顆含有二氧化硫的細(xì)粒子，根據(jù)時間和占比，就能大致推斷出，它是昨天南部河北地區(qū)某個燃煤鍋爐的產(chǎn)物。

　　理論上講，這樣就能夠比較精確地定位霧霾的兇手，可是，現(xiàn)實(shí)卻要復(fù)雜得多。首先，孟凡所長向我們強(qiáng)調(diào)，最大的難處就是污染源數(shù)據(jù)仍然不健全，源清單中，像火電廠、大工廠這類明顯的固定排放源便于統(tǒng)計(jì)，移動的機(jī)動車源也可以通過車管所的數(shù)據(jù)和汽油消耗量進(jìn)行推算，可是散布于民間的生活燃煤、餐飲、燒烤等社會面排放源，卻極難統(tǒng)計(jì)量化?！拔廴驹磾?shù)據(jù)是基礎(chǔ)，這個基礎(chǔ)不準(zhǔn)確，模型再好，算出來的結(jié)果也有偏差?！睘榇?，孟凡特意囑托本刊記者呼吁，科研機(jī)構(gòu)之間應(yīng)該更深入地共享數(shù)據(jù)。他感慨，現(xiàn)在各家的研究都是項(xiàng)目制，一個項(xiàng)目產(chǎn)生一堆數(shù)據(jù)，做完了就扔在那里，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人退休了或調(diào)離了，數(shù)據(jù)就基本廢棄了，造成了大量不必要的浪費(fèi)。舉個簡單的例子，如果仔細(xì)閱讀各個科研院所發(fā)表的論文就會發(fā)現(xiàn)，很多數(shù)據(jù)都是基于自家的采集結(jié)果，比如北大、環(huán)科院、清華、中科院，都有各自的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，他們有的規(guī)模大一些，有的只有一個架在自家樓頂?shù)牟杉?，代表性必然大打折扣?/div>