為何中國城市突發(fā)嚴(yán)重霧霾天氣

摘 要：以中國武漢2012年6月突發(fā)的大范圍嚴(yán)重霧霾天氣為典型案例，研究了空氣中PM2.5質(zhì)量濃度的變化規(guī)律，分析了霧霾天氣出現(xiàn)的原因，提出了治理霧霾的建議。

關(guān)鍵詞：霧霾；PM2.5；秸稈；空氣質(zhì)量；中國

1 中國城市的霧霾現(xiàn)象

從2011年11月起，中國開始執(zhí)行國家PM2.5監(jiān)測計劃。隨后，國家環(huán)保部于2012年2月開始試行新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，這是我國為改善空氣質(zhì)量做出的一項重要舉措。雖然深知抗擊與消滅空氣污染的過程會很漫長，2012年6月第二周一場突如其來的嚴(yán)重霧霾天氣還是令舉國震驚。這場霧霾席卷中國中部地區(qū)及華東地區(qū)大部分省市，圖1顯示了霧霾波及的8個省市，包括湖北、河南、江蘇、安徽、江西、山東、浙江省以及上海市等。霧霾面積之大，范圍之廣皆屬空前。也就是從這一年開始，中國民眾眼中的城市霧霾的形象變得清晰，霧霾天氣出現(xiàn)常態(tài)化趨勢。由于PM2.5粒子的散射消光貢獻占大氣的消光度的80%，PM2.5濃度的高低是決定大氣能見度的關(guān)鍵因素。此外，大規(guī)模的霧霾污染天氣被證明對于人體健康具有潛在影響[1]。傳染病學(xué)研究表明，PM2.5環(huán)境質(zhì)量濃度與人體不良健康效應(yīng)之間存在顯著的一致性。PM2.5主要對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害，包括咳嗽、呼吸困難、降低肺功能、加重哮喘、導(dǎo)致慢性支氣管炎、心律失常、非致命性的心臟病、心肺病患者的過早死亡。

這場霧霾期間，2012年6月11日，在中國中部最大的城市武漢，人們目睹了十年以來空氣質(zhì)量最差的一天——霧霾覆蓋范圍大、空氣中顆粒物濃度高且持續(xù)時間長。當(dāng)天，黃色的煙霧彌漫整座城市，能見度下降至500米，嚴(yán)重影響城市交通?？諝庵袕浡碳ば詺馕叮仁谷藗儾坏貌槐M量停留于室內(nèi)，外出活動則需要帶上口罩來防護口鼻。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站公布的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)（見圖2），當(dāng)天早上10點至11點，短短一個小時之內(nèi)，PM2.5質(zhì)量濃度小時均值從43μg m-3陡升至589μg m-3，并且在隨后的幾個小時內(nèi)持續(xù)處于超高濃度水平（超過500μg m-3），直至下午2點達到峰值613μg m-3。在峰值之后，PM2.5的濃度有小的波動，6月12日其質(zhì)量濃度日均值高達370μg m-3，超過中國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）日均濃度一級標(biāo)準(zhǔn)值（35 μg m-3）約10倍。直到6月13日，才恢復(fù)到達標(biāo)水平。我國中部地區(qū)及華東地區(qū)的其他城市，包括南京、杭州、南昌等，在此段時間同樣遭遇了相似的重霧霾天氣（見圖1）。

2 霧霾天氣出現(xiàn)的原因

近年來，頻繁出現(xiàn)的大范圍、嚴(yán)重灰霾天氣也使PM2.5空氣質(zhì)量正受到國內(nèi)公眾越來越多的關(guān)注。突如其來的霧霾天氣，使廣大市民直接感受到嚴(yán)重空氣污染的危害。人們希望知道究竟為什么會產(chǎn)生霧霾？霧霾天氣產(chǎn)生的原因是否與某些化工廠的廢氣排放相關(guān)，或者僅僅是由于惡劣的天氣？我國環(huán)保部門將2012年6月發(fā)生嚴(yán)重霧霾主要歸因于兩點：第一，河南、安徽、江蘇和山東等省份，麥?zhǔn)占竟?jié)會燃燒大量秸稈，這是大氣懸浮顆粒物的主要來源。根據(jù)國家環(huán)保部發(fā)布的衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，這些省份6月初確實存在過大量密集的燒秸稈著火點。例如，位于湖北省東北方向的安徽省及河南省，分別被觀測到174和92個著火點，這還不包括被云覆蓋而無法被反演算法捕捉到的著火點（圖1）。這些省份燃燒秸稈產(chǎn)生的顆粒物，可能會在1500-3000m的高空，隨著速度為8-12m s-1的東北風(fēng)輸送至湖北省。武漢市環(huán)境監(jiān)測中心站對大氣顆粒物進行了抽樣測試，發(fā)現(xiàn)霧霾天氣期間大氣顆粒物中的有機碳含量陡升。這驗證了武漢市霧霾顆粒物確實主要來源于生物質(zhì)的燃燒，即秸稈燃燒。第二，逆溫現(xiàn)象與高濕度導(dǎo)致大氣穩(wěn)定度升高，這些不利的氣象條件阻礙煙霧在大氣中的擴散，逆溫層隔絕了空氣層之間的對流，使污染物累積的幾率增加[2]；同時，高濕度也會促進空氣中氣溶膠粒子的吸濕性增長，從而增加氣溶膠粒徑和消光度[3]，使得能見度和大氣環(huán)境質(zhì)量更為惡化。

3 霧霾治理建議

不利氣象條件所導(dǎo)致的霧霾污染，在很大程度上是難以控制的。如果主要污染源——秸稈燃燒被禁止，那么霧霾天氣發(fā)生的可能性應(yīng)該會大大降低。然而事實上，近幾年每個麥?zhǔn)占竟?jié)，地方政府都實施了秸稈禁燃工作，但霧霾治理的成效卻很有限。為此，我們對政府控制秸稈燃燒的工作提出以下兩個建議。首先，與其單方面控制秸稈燃燒，不如實施激勵政策，吸引企業(yè)及農(nóng)戶對秸稈進行資源再利用。例如，減稅政策可以促進秸稈產(chǎn)業(yè)鏈的建立，將秸稈用于生物質(zhì)燃料、發(fā)電、造紙、土壤肥力及家畜飼養(yǎng)[4]。其次，就環(huán)境監(jiān)測與預(yù)警機制而言，改善地表大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)很有必要[5]。2012年以前，中國環(huán)境空氣監(jiān)測網(wǎng)所設(shè)監(jiān)測點位僅涵蓋113個環(huán)保重點城市，并且常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)中不包括PM2.5。2012年，中國環(huán)保部提出，在原有的環(huán)境空氣監(jiān)測網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將建成覆蓋范圍為全國338個地級以上城市（含地、州、盟所在城市）的新的國家環(huán)境空氣監(jiān)測網(wǎng)（地級以上城市）；并要求所有國控點位全面依據(jù)新空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)開展監(jiān)測并對公眾發(fā)布實時信息。目前，國家環(huán)境空氣監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)基本完成，其數(shù)據(jù)發(fā)布、監(jiān)測預(yù)警等功能仍在不斷完善中。這些措施，將為中國霧霾空氣污染治理起到有力的促進作用。

參考文獻

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*通訊作者：郭陽潔。