北京霧霾的成因分析

劉潔 張忠潮

摘 要：近年來(lái)北京霧霾問(wèn)題嚴(yán)重，究其原因，既有地形和不利氣象條件的影響，使污染物易聚難散；又有人口聚集、機(jī)動(dòng)車保有量高、產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平低和能源消費(fèi)大的問(wèn)題，“貢獻(xiàn)”大量空氣污染物；同時(shí)，周邊地區(qū)不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)也為北京輸送了不少污染物質(zhì)。北京要解決霧霾問(wèn)題，既需針對(duì)內(nèi)部成因出臺(tái)措施，又需與周邊省市合作，協(xié)同治理。

關(guān)鍵詞：霧霾；成因；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；能源消費(fèi)

一、問(wèn)題的提出

北京的霧霾問(wèn)題早已有之，尤以2013年初為甚，僅1月份就有16天達(dá)到嚴(yán)重污染，影響了正常的生產(chǎn)、生活，并對(duì)居民的身體健康造成損害。為解決霧霾問(wèn)題，北京市政府已經(jīng)采取了非常嚴(yán)格的治理措施。自1998至2010年，北京市陸續(xù)實(shí)施了16個(gè)階段的控制措施來(lái)治理大氣污染，每階段制定具體的任務(wù)分解表，明確各單位的職責(zé)，為各項(xiàng)任務(wù)設(shè)置具體的完成時(shí)間。此外，政府還出臺(tái)了《北京市大氣污染防治條例》《2013-2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》《北京市空氣重污染應(yīng)急預(yù)案》等多項(xiàng)地方性法規(guī)和規(guī)范性文件，制定多個(gè)行業(yè)的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，成立大氣污染綜合治理領(lǐng)導(dǎo)小組專門負(fù)責(zé)污染治理工作。

然而，一系列政策法規(guī)的出臺(tái)和大量資金的投入并沒有使北京的空氣質(zhì)量出現(xiàn)明顯改善，霧霾依然籠罩在城市上空。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2010到2014年，北京一共出現(xiàn)了437次的污染天氣，而且污染的持續(xù)時(shí)間普遍較長(zhǎng)；一般污染的發(fā)生時(shí)間累計(jì)占到總天數(shù)的55%，約有22%的時(shí)間處于嚴(yán)重污染的狀況。2016年，北京空氣質(zhì)量未達(dá)標(biāo)天數(shù)為168天，所占比例高達(dá)45.9%，其中空氣重污染（重度和嚴(yán)重污染）天數(shù)為39天，發(fā)生率達(dá)10.7%，全市僅12月份就累計(jì)出現(xiàn)4次共11天重污染，達(dá)到了該月總天數(shù)的35%；四項(xiàng)主要污染物中，僅二氧化硫濃度達(dá)標(biāo)，細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物和二氧化氮濃度均超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，北京治霾效果并不理想。要想真正解決這一難題，改善空氣質(zhì)量，首先要認(rèn)清北京霧霾的成因。

二、北京霧霾的表層成因

1.北京的地形情況

北京位于華北平原的西北邊緣，西、北和東北三面環(huán)山，東南是緩緩向渤海傾斜的北京平原，地勢(shì)西北高、東南低。西面的太行支阜西山與北部的軍都山相交，形成近似半圓的山彎，面向東南方向展開。這樣依山襟海，背山靠水的地形，雖然符合傳統(tǒng)的風(fēng)水理念，但卻使大氣污染物易聚難散，易發(fā)生霧霾災(zāi)害。一方面，西部、北部群山環(huán)繞，城市風(fēng)道受阻，不利于大氣污染物擴(kuò)散；另一方面，東部、南部地形平緩，對(duì)風(fēng)的阻擋作用弱，加之北京的南向、東南向分布著較多的重污染企業(yè)，其產(chǎn)生的污染物極易被偏南風(fēng)、偏東風(fēng)傳輸至北京城區(qū)，受西部、北部高山阻擋會(huì)停滯或堆積，加重污染。

2.北京的氣象條件

霧霾的發(fā)生在很大程度上受不利氣象條件的影響，其中大氣混合層的高度關(guān)系著污染物在垂直方向上的擴(kuò)散范圍，混合層高度越高，越有助于污染物稀釋、擴(kuò)散[1]。受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，我國(guó)冬季的混合層高度下降，逆溫層高度降低，污染物的擴(kuò)散被限制在地面和逆溫層之間，即使排放的污染物總量不變，污染濃度仍被大幅提高，從而加劇了污染的嚴(yán)重程度。同時(shí)，根據(jù)北京統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)，北京地區(qū)的平均風(fēng)速（米/秒）和大風(fēng)日數(shù)（日）均呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，冬季風(fēng)活動(dòng)較弱，冷空氣活動(dòng)次數(shù)偏少，限制了大氣污染物在水平方向上的稀釋、擴(kuò)散。

3.北京的城市發(fā)展情況

一般來(lái)講，一個(gè)地區(qū)的發(fā)展情況與環(huán)境污染是具有密切關(guān)系的。為分析城市空氣污染問(wèn)題，在選擇城市發(fā)展的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)當(dāng)側(cè)重于對(duì)空氣質(zhì)量有重要影響或者說(shuō)與空氣質(zhì)量有密切關(guān)系的指標(biāo)，具體包括城市人口變化、汽車保有量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)情況等。

（1）北京人口發(fā)展

人口對(duì)區(qū)域環(huán)境的壓力是不爭(zhēng)的事實(shí)，主要源自于人口的生活污染和生產(chǎn)活動(dòng)污染。在一定的區(qū)域內(nèi)，環(huán)境壓力與人口密度的關(guān)系成正相關(guān)，當(dāng)然區(qū)域環(huán)境容量與整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)力發(fā)展水平也有關(guān)，但是，在生產(chǎn)力發(fā)展水平相對(duì)不變的情況下，環(huán)境污染直接取決于區(qū)域人口密度。在一定區(qū)域的人口短時(shí)期內(nèi)快速增長(zhǎng)，我們可以認(rèn)為社會(huì)生產(chǎn)力水平變化不大。盡管北京市政府通過(guò)各種措施控制人口的增長(zhǎng)，但是，北京人口還是以非?？斓乃俣仍谠鲩L(zhǎng)。從表1可以看出，自2006年到2010年北京的人口增長(zhǎng)最快，達(dá)到年均增長(zhǎng)5%以上。伴隨著人口快速增長(zhǎng)而來(lái)的，是基本建設(shè)加快，城市規(guī)模擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，能源生產(chǎn)和消費(fèi)增加，汽車保有量增加，各種消費(fèi)品消費(fèi)增加等，污染物的排放量也隨之猛增，為霧霾的大面積爆發(fā)創(chuàng)造了條件。

（2）北京機(jī)動(dòng)車保有量

機(jī)動(dòng)車尾氣排放產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等污染物，對(duì)城市霧霾天氣的發(fā)生有較大貢獻(xiàn)，根據(jù)環(huán)保部發(fā)布的數(shù)據(jù)，機(jī)動(dòng)車尾氣已經(jīng)成為北京本地最主要的大氣污染物來(lái)源。近年來(lái)，北京市機(jī)動(dòng)車保有量一直保持快速增長(zhǎng)，截至2017年底，已達(dá)564萬(wàn)輛，位居全國(guó)首位，較2008年底增加了213.6萬(wàn)輛，10年來(lái)增長(zhǎng)了61%。隨著機(jī)動(dòng)車保有量增長(zhǎng)而來(lái)的，是尾氣排放量的大幅提高，尾氣中的致霾物質(zhì)被排入大氣并不斷累積，成為北京霧霾頻發(fā)的重要原因[2]。

（3）北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

北京的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整雖已見成效，但由于發(fā)展水平較低，發(fā)展方式粗放，導(dǎo)致大氣污染物排放依然嚴(yán)重。第三產(chǎn)業(yè)在北京的生產(chǎn)總值中所占比重最大，且逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)，已接近80%。但是由于北京的第三產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，存在著量大質(zhì)差，耗能高，水平低等問(wèn)題，污染仍然嚴(yán)重。第二產(chǎn)業(yè)在北京生產(chǎn)總值中所占的比例逐年下降，到2015年已不足20%。然而，該產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量在北京能源消費(fèi)總量中卻一直占有較大比例，近幾年雖有下降，但仍然維持在30%左右。由此可見，第二產(chǎn)業(yè)雖然消耗了大量的能源，卻沒有創(chuàng)造出與之相應(yīng)的價(jià)值，同時(shí)還造成了嚴(yán)重的霧霾污染。

（4）北京能源消費(fèi)

北京市的能源消費(fèi)總量大，據(jù)北京統(tǒng)計(jì)年鑒公布數(shù)據(jù)顯示，在1980年-2015年間，北京的能源消費(fèi)總量從1907.7萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤增至6852.6萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增幅高達(dá)260%，年均增速約8.9%。能源消費(fèi)長(zhǎng)期處于較高水平，由此產(chǎn)生的廢氣成為大氣污染物的重要來(lái)源。此外，北京的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)也不甚合理，煤炭和石油長(zhǎng)期占有較高比重，而天然氣、風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源比重較低。盡管近些年北京能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，清潔能源的使用比例有所增加，但由于能源消費(fèi)總量持續(xù)上升，煤炭和石油的消費(fèi)量仍在不斷增加。煤炭使用產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物、粉塵和石油使用產(chǎn)生的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、顆粒物和鉛等污染物仍舊被大量的排放到大氣中，加劇霧霾污染。

三、北京霧霾的深層成因

1.北京周邊省市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

在北京周邊省市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，第二產(chǎn)業(yè)一直占有重要地位，如天津、河北、山西、河南、遼寧等，第二產(chǎn)業(yè)比重長(zhǎng)期維持在50%上下，且普遍存在能耗高、效率低、生產(chǎn)方式粗放等缺陷。這些省市的工業(yè)排放的大氣污染物會(huì)隨著空氣流動(dòng)，在一定的區(qū)域內(nèi)傳輸，北京作為鄰近的城市，自然也會(huì)受到影響。因此，盡管北京市第二產(chǎn)業(yè)的比重逐年下降，2015年已不足20%，但其周邊省市的第二產(chǎn)業(yè)依然維持著較高的比重，這些工業(yè)排放的部分大氣污染物隨著空氣流動(dòng)被輸送至北京，成為北京霧霾的重要污染來(lái)源。

2.北京周邊省市的能源產(chǎn)銷

能源生產(chǎn)方面，在北京周邊的六省一市中，火力發(fā)電量近十年來(lái)占地區(qū)總發(fā)電量的比重雖略有下降，但仍然保持著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，天津、河北、山西、山東、河南等省市的火力發(fā)電量比重一直維持在90%以上，內(nèi)蒙古和遼寧則維持在80%以上?；痣姀S排放大量的二氧化硫、氮氧化物和粉塵等大氣污染物，其中的部分污染物被傳送至北京地區(qū)，造成北京空氣質(zhì)量的下降。能源消費(fèi)方面，華北地區(qū)豐富的煤炭資源儲(chǔ)量決定了該區(qū)域的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主。以2014年為例，河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、山東、河南等省的煤炭消費(fèi)量均達(dá)到上億噸，其中山西、內(nèi)蒙古、山東的煤炭消費(fèi)量已超過(guò)3.5億噸，煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重遠(yuǎn)超全國(guó)平均水平。如此高的煤炭消費(fèi)量必然導(dǎo)致空氣污染物的大量排放。據(jù)環(huán)保部分析，2016年初華北地區(qū)出現(xiàn)的空氣重污染過(guò)程中，燃燒化石燃料所產(chǎn)生的一次顆粒物濃度明顯提高，原煤散燒對(duì)近地面污染貢獻(xiàn)最高。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與燃煤排放直接相關(guān)的有機(jī)物、硫酸鹽、黑炭等物質(zhì)，是PM2.5的主要組成成分[3]。因此，盡管北京一直在調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，減少煤炭使用量，但由于其周邊省市的煤炭使用量居高不下，產(chǎn)生的大量污染物在區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散，導(dǎo)致北京的霧霾問(wèn)題依然嚴(yán)重。

四、結(jié)論與討論

通過(guò)分析可知，北京霧霾如此嚴(yán)重，一方面源于北京及其周邊存在大量的污染源，另一方面則是受地形和氣象條件的影響，污染物易聚難散?？梢哉f(shuō)，北京的霧霾污染既有內(nèi)因又有外因，既是“天災(zāi)”更是“人禍”。北京對(duì)資源具有很強(qiáng)的吸引力，資源流入的同時(shí)伴隨著人口的大量聚集，人口的大量聚集則帶來(lái)了基礎(chǔ)建設(shè)增加，城市規(guī)模擴(kuò)大，生活能源消費(fèi)攀升，機(jī)動(dòng)車保有量增長(zhǎng)等，最終都導(dǎo)致大氣污染物排放量的增加，同時(shí)高聳密集的城市建筑又阻礙了風(fēng)對(duì)污染物的擴(kuò)散。此外，北京的二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平較低，能源消耗量大且結(jié)構(gòu)不合理，以煤炭石油為主，清潔能源比重較低，也是造成北京霧霾嚴(yán)重的內(nèi)因。除北京本地區(qū)的污染源外，大氣污染物的外來(lái)輸送同樣嚴(yán)重。在北京周邊省市中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)均以第二產(chǎn)業(yè)為主，能耗高、效率低，生產(chǎn)方式粗放，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，消費(fèi)量居高不下，大氣污染物排放量巨大。這些污染物部分隨著空氣流動(dòng)被輸送至北京，加之地形和不利氣象條件的共同影響，在山前平原地區(qū)匯聚，加重了北京的霧霾污染。

北京霧霾的形成原因復(fù)雜，治理應(yīng)從多方面入手。對(duì)北京自身來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)落實(shí)疏解非首都功能，合理調(diào)控人口規(guī)模，降低人口密度，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與人口資源環(huán)境相適應(yīng)；推進(jìn)機(jī)動(dòng)車環(huán)境稅費(fèi)改革，推廣新能源汽車，大力發(fā)展公共交通，引導(dǎo)公眾綠色出行；繼續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，發(fā)展符合首都城市戰(zhàn)略定位的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)，調(diào)整和轉(zhuǎn)移高污染、高能耗企業(yè)，提升第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平；提升能源利用效率，加速推進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)改革，繼續(xù)實(shí)施煤改清潔能源，完善替代能源的配套設(shè)施建設(shè)。此外，治理北京霧霾仍需深入推進(jìn)京津冀及周邊地區(qū)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作，從區(qū)域整體層面著眼，統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)同行動(dòng)，優(yōu)化區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，建立區(qū)域覆蓋的信息網(wǎng)絡(luò)開放平臺(tái)、大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、大氣環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督及大氣污染問(wèn)責(zé)機(jī)制[4]。

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作者簡(jiǎn)介：

劉潔（1992--）女，河北滄州人，碩士研究生，研究方向：自然資源與環(huán)境保護(hù)理論。

通訊作者：

張忠潮（1963--）男，陜西蒲城人，教授，碩士生導(dǎo)師；研究方向：環(huán)境與資源保護(hù)法。