問診北京霧霾

沈聰

大氣污染防治是北京發(fā)展面臨的突出問題。為此，本刊記者專訪了中科院“大氣灰霾追因與控制”項目組報告執(zhí)筆人、中科院大氣物理研究所研究員王躍思，請他從專業(yè)的角度為我們解讀北京的霧霾之源與科學(xué)的治理之策。

氣候和地形原因是不能改變的客觀因素

記 者：近期，北京連續(xù)數(shù)次出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣。就北京市而言，嚴重霧霾的成因何在？是否涉及自然、社會、人為原因都有？

王躍思：全球氣候變化是我國東部地區(qū)霧霾增多的原因之一。全球變暖，高緯度地區(qū)氣溫升高得快，低緯度地區(qū)氣溫升高得慢，高緯度大陸與低緯度海洋之間溫差變小，造成北京及京津冀區(qū)域冬季偏北風(fēng)減小、而夏季偏南風(fēng)加強，區(qū)域污染不易因北風(fēng)而水平擴散，但更易因偏南風(fēng)向山前的京區(qū)聚攏。另外，污染物在大氣中已有一定存量，就會散射掉部分太陽光使其不能達地面，地表被加熱程度大不如從前，減弱了空氣垂直方向的污染物對流擴散。兩方面原因造成京津冀區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)“靜穩(wěn)”天氣，污染物“橫”“豎”都難以擴散，霾污染頻繁出現(xiàn)在所難免。

北京晴好天氣，混合層的高度可以達到兩三千米，對流擴散可將近地面排放的污染物充分稀釋，使人感覺不到空氣污染的存在；而在靜穩(wěn)天氣下，混合層的高度有時只有二三百米，相當(dāng)于晴好天氣的十分之一，污染物擴散的空間被壓縮了10倍，就相當(dāng)于幾個人在屋頂20-30米的大禮堂中抽煙不覺得嗆，但改到屋頂只有2-3米的小會議室里抽煙感覺到很嗆人一樣。大氣混合層高度低，地面污染源排放又多，污染物便被死死地悶在了高樓大廈林立的城市中。

污染物一旦開始聚集，就有可能加劇，原因是空中的霾污染進一步阻擋了陽光照射到地面，地面就會變得更冷，近地面空氣就會因密度加大變得更沉；而上層大氣就會耗散掉部分陽光而變得更熱、更輕。地面冷、空氣重，上面熱、空氣輕，就形成了“逆溫”，導(dǎo)致本來就小的垂直風(fēng)速變得更小，城市排放的污染物都懸在半空中，把太陽光都遮掉了，陽光沒了，“陰霾”顯現(xiàn)。原來北京沙塵過去就是藍天，早晨有霧，鄰近中午就散了；而我們這幾年看到的現(xiàn)象就是，污染一旦發(fā)生就持續(xù)好幾天，除非下大雨或刮大風(fēng)。北京一旦沒有風(fēng)，超不過兩天，污染就一定會來，都是上述的兩個原因造成的。此外，城市中越建越多的高樓大廈，也擋住了要吹散霧霾的風(fēng)。

今后二三十年，這樣的天氣很可能成為常態(tài)。就我國中東部地區(qū)而言，冬季風(fēng)（西北風(fēng)）越來越弱，夏季風(fēng)（東南風(fēng)）越來越強。氣象條件越來越不利于京津冀城市污染的擴散，易聚難散的地形條件無法改變，治理區(qū)域大氣污染只能是區(qū)域聯(lián)合“源頭減排”。

北京大氣灰霾污染主要“形成”于周邊工業(yè)燃煤污染排放輸送，“加強”于本地機動車交通污染排放

王躍思：北京地形三面環(huán)山，一面朝向渤海灣，因此較易受偏南風(fēng)向影響，而北京的南向、西南向、東南向多有鋼鐵企業(yè)、化工企業(yè)和大型燃煤發(fā)電廠。我們的團隊在題為“大氣霾污染觀測系統(tǒng)”的報告中介紹過，通過對大氣霾污染觀測結(jié)果分析，北京大氣重霾污染事件主要“形成”于周邊工業(yè)燃煤污染排放輸送，“加強”于本地機動車交通污染排放（包括交通道路揚塵）。也就是說，二者的疊加造成重霾污染PM2.5的超高濃度。燃煤污染排放主要來源于河北東部、南部和天津西北部；本地機動車主要指白天城區(qū)擁堵的汽車和夜間進出北京的重型燃柴油卡車。

這是有嚴格的科學(xué)根據(jù)的。在我們2013年1月的監(jiān)測數(shù)據(jù)中，北京城區(qū)大氣二氧化硫的峰值達到了180微克/立方米，而在相同時間段天津二氧化硫濃度是300微克/立方米，石家莊則是600微克/立方米。周邊燃煤污染對北京的擴散勢頭是顯而易見的。另一個依據(jù)，夏季北京五環(huán)內(nèi)很少燃煤，為什么在中午會出現(xiàn)二氧化硫峰值？我們比對數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，北京城區(qū)白天空氣中二氧化硫出現(xiàn)高值，少部分來自于局地排放，大部分來自于周邊高架源輸送。原因在于，北京的高空二氧化硫濃度高于地面，白天強烈的對流輸送將高空二氧化硫輸送到地面，造成北京地面空氣二氧化硫濃度上升。夜間對流終止，二氧化硫在高空易被氧化轉(zhuǎn)化成為硫酸鹽顆粒。白天時混合層高度相對晚上要高，擴散條件也優(yōu)于夜間，但是二氧化硫濃度卻出現(xiàn)了一天中的峰值，北京常年觀測的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在300米的高空中二氧化硫的濃度總高于地面二氧化硫的濃度，說明二氧化硫大部分來自高空對流輸送，而PM2.5中大部分硫酸鹽也不是北京排放二氧化硫轉(zhuǎn)化的。

周邊輸送1-2小時就可造成北京污染出現(xiàn)第一高臺，PM2.5一般可達到150微克/立方米，在緊接著的24小時之內(nèi)，這一污染物濃度數(shù)據(jù)就會被本地的污染源排放加強到350-450微克/立方米。這種惡性循環(huán)只能等到有顯著的天氣過程，大風(fēng)、大雨或夏季的強對流天氣，才能終結(jié)。目前，北京老百姓最喜歡的就是西北風(fēng)。

治理霧霾，京津冀地區(qū)要脫硫脫硝和除塵

記 者：北京霧霾的成分是什么？彌漫在空氣中的污染物有哪些來源？我們該如何對癥治理？

王躍思：全球的污染顆粒物成分都包括硫酸鹽、硝鹽、銨鹽、有機物、黑炭、海鹽、揚塵等七類。在科學(xué)界，京津冀地區(qū)的污染來源沒有太大爭議。工業(yè)及取暖燃煤、機動車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)、重化工和揚塵是前四大污染源，其他還有農(nóng)牧業(yè)的氨氣排放、季節(jié)性秸稈燃燒、大城市的餐飲業(yè)和居民餐飲源、建筑塵和裝修溶劑揮發(fā)等。但目前，前四大污染源是京津冀地區(qū)重霾污染的主要來源。

因此，北京治霾首要的是要降低大氣中PM2.5濃度，具體措施就是在燃煤過程中按照國家環(huán)保標準脫硫、脫硝、除塵；全面提高燃油質(zhì)量，疏通路面交通，減少白天汽車擁堵和夜間柴油車進京引起的污染物過量排放。

機動車為目前北京城市的主要污染源，需要分車、油、路三個層次理解。雖然北京的機動車保有量大概在500萬輛，有人說東京這樣的國際特大城市機動車保有量在1500萬輛，但是機動車堵在路上，污染物排放就是正常行駛的5-10倍。北京市重點要解決機動車道路擁堵問題，向日本、荷蘭和美國等人口密集的大城市學(xué)習(xí)，大力發(fā)展地鐵、有軌電車、自行車等公共和綠色交通。要高度關(guān)注柴油車排放和油品質(zhì)量。燃油中的烯烴、苯系物和多種不明添加劑的偏高，是造成北京機動車污染物直接排放比發(fā)達國家高3-4倍的重要原因，提高汽油質(zhì)量，全面升級柴油，北京及京津冀的大氣污染就會有一個顯著下降。

我們的研究結(jié)果確定，在不利的氣象條件下降低近期北京地區(qū)強霾污染發(fā)生頻率和強度，需要提前1-2天限制北京、河北、天津、山東及河南的燃煤污染排放，減少京津冀重化工企業(yè)污染排放和減少強污染時段北京市機動車出行量。

京津冀地區(qū)應(yīng)重點控制工業(yè)燃煤過程，在加強煤電廠脫硫和除塵的同時，要大力完善其脫硝技術(shù)，提高脫硝效率；而粗鋼、水泥、平板玻璃和重化工等行業(yè)必須全面上馬脫硫、脫硝和除塵技術(shù)設(shè)備，并從管理上痛下決心，確保脫污達標，一管到底。開始研究制定揮發(fā)性有機物、氨和重金屬的使用脫除技術(shù)，并盡早開始實施對上述污染源的控制。

北京及京津冀不對區(qū)域內(nèi)大大小小所有的污染源實現(xiàn)有效控制，空氣質(zhì)量在今后20年內(nèi)就無法達標。這是由我們所處區(qū)域的人口基數(shù)、氣象及地形條件和城市化規(guī)模等難以調(diào)控的要素決定的，短期行為難以奏效。

政府、企業(yè)和公眾都要積極應(yīng)對

記 者：在發(fā)達國家的工業(yè)發(fā)展階段，也曾爆發(fā)過大范圍的霧霾問題。但是這一問題對北京的發(fā)展來說，還是來得有點早了。您是怎樣的觀點？

王躍思：北京等大城市發(fā)展過速，沒有做好經(jīng)濟發(fā)展的環(huán)保準備，不得不走上了發(fā)達國家先污染后治理的老路。跑得太快，環(huán)境治理的技術(shù)準備、環(huán)境容量的變化預(yù)估都有點跟不上，因此政府需要加強和科技部門的聯(lián)合，加強業(yè)務(wù)部門的管理和監(jiān)管力度；企業(yè)要把污染控制放在首位，自覺自律上馬脫污設(shè)施，并確保正常運行，自覺接受環(huán)保部門檢查和公眾監(jiān)管；公眾首先應(yīng)有社會責(zé)任感，除了管好自己和家庭不亂排污染物，更重要的是督促政府和監(jiān)管企業(yè)，盡一個公民應(yīng)盡的義務(wù)。

記 者：在區(qū)域性復(fù)合型大氣污染面前，任何一個地區(qū)都不可能獨善其身。北京市已意識到，建立大氣污染防治協(xié)作機制對于京津冀及周邊地區(qū)治理大氣污染至關(guān)重要。如何實現(xiàn)京津冀等地區(qū)的大氣污染防治協(xié)作長效機制？

王躍思：治理霧霾要全國上下一盤棋、全國上下一條心。政府機關(guān)、業(yè)務(wù)部門和科研單位要分工合作、共享數(shù)據(jù)。

大氣污染治理無法單憑一個地方政府的努力來完成，需要區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。聯(lián)防聯(lián)控需要充分依靠科學(xué)。京津冀地區(qū)首先要摸清底牌、確定基線，對所有種類污染源排放的化學(xué)成分進行全面測算，以便長遠規(guī)劃、分步實施。

這不能僅是一句口號，地方政府間聯(lián)防聯(lián)控要有具體的實施方案，這個方案需要一個頂層設(shè)計。以京津冀為例，北京和天津嵌在河北省之中，大氣PM2.5污染還受到山西、河南、山東和內(nèi)蒙古的影響。建議由中央負責(zé)牽頭，各省市一把手參與，組建一個不受地方干涉的空氣質(zhì)量管理委員會。借鑒歐洲治理酸雨和美國南加州治理光化學(xué)煙霧的經(jīng)驗，區(qū)域空氣質(zhì)量管理委員會要有環(huán)境監(jiān)管權(quán)、執(zhí)法權(quán)和固定的資金來源，同時接受各級政府部門和人民群眾的監(jiān)督。

記 者：除了靠政府、科研院所、企業(yè)等，應(yīng)對霧霾，我們每個首都市民又能做些什么？

王躍思：我們要徹底解決污染，政府和企業(yè)應(yīng)做更多的事情，同時要加強公眾科普，提高全民環(huán)保意識，特別是公民的社會責(zé)任感。作為普通公民，第一件事是管好自家汽車，及時檢修或更換汽車尾氣凈化裝置，確保污染排放達標。第二件事是要管好自家油煙。油煙成分在北京市區(qū)PM2.5中所占的比例為5-10%，這是一個很高的比例。因此，餐飲炊事活動要將油煙排進公共煙道，由市政統(tǒng)一處理。如果發(fā)現(xiàn)公共煙道不通或是沒有公共煙道，要及時上報市政相關(guān)部門解決，切不可將餐飲煙氣直接排到室外。第三件事是要盡量要綠色出行，污染天盡量乘公交、騎自行車或步行到達工作單位。第四件事情，也是最重要的一件事，公眾要對自由呼吸新鮮空氣有訴求，遇到不合格的污染源排放，不管是誰，都要取證并向環(huán)保部門和政府部門及時舉報。只有上下一心，視污染為共同的敵人，不為經(jīng)濟利益而污染環(huán)境，我們才能在不遠的將來自由呼吸到新鮮的空氣。