北京霧霾天氣分析及改善建議

吳只唯

人大附中朝陽分校 北京100028

緒論

2010至2016年間，北京霧霾多次達到重度及以上污染級別，并且大部分持續(xù)時長達到100至110小時，因此北京也不得不發(fā)出空氣重污染預警。在這段時間里，民眾的日常生活、日常生產(chǎn)和身體健康都受到了極大的負面影響。同時霧霾直接導致的經(jīng)濟損失總計達9100萬元，間接導致的經(jīng)濟損失總計2100萬元。能與之相比的也只有發(fā)生在20世紀初期的倫敦霧霾，以致經(jīng)過幾十年的治理才能完全消除這場霧霾帶給倫敦的負面影響。

為了阻止霧霾給北京帶來更多的損失，本文通過總結(jié)“霧都倫敦”的經(jīng)驗，再結(jié)合北京特有的天氣情況分析，總結(jié)出針對北京霧霾的治理方案，以此幫助北京霧霾的治理。

1 霧霾的基本介紹

霧霾，是霧和霾的組合詞，常見于城市，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。高密度人口的經(jīng)濟及社會活動必然會排放大量細顆粒物(PM2.5)，一旦排放超過大氣循環(huán)能力和承載度，細顆粒物濃度將持續(xù)積聚，此時如果受靜穩(wěn)天氣等影響，極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。

1.1 霧霾的組成部分 霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的主要原因，它們與霧氣結(jié)合在一起，讓天空瞬間變得陰沉灰暗。顆粒物的英文縮寫為PM，北京監(jiān)測的是細顆粒物(PM2.5 )，也就是空氣動力學當量直徑小于等于2.5 微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物，又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體。

1.2 霧霾的來源

1.2.1 導致霧霾的人為因素 第一：汽車尾氣。城市有毒顆粒物來源首先是汽車尾氣。使用柴油的車子是排放細顆粒物的“重犯”，尤其是使用柴油的大型車，包括大公交、各單位的班車以及大型運輸卡車等。使用汽油的小型車雖然排放的是氣態(tài)污染物，比如氮氧化物等，但碰上霧天，也很容易轉(zhuǎn)化為二次顆粒污染物，加重霧霾。第二：北方到了冬季燒煤供暖所產(chǎn)生的廢氣。第三：工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣。比如冶金、窯爐與鍋爐、機電制造業(yè)，還有大量汽修噴漆、建材生產(chǎn)窯爐燃燒排放的廢氣。第四：建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚塵。第五：家庭裝修中也會產(chǎn)生粉塵“霧霾”，室內(nèi)粉塵彌漫，并且會釋放到大氣當中形成霧霾天氣的一部分。

1.2.2 導致霧霾的氣候因素 第一，在水平方向靜風現(xiàn)象增多。城市里大樓越建越高，阻擋和摩擦作用使風流經(jīng)城區(qū)時明顯減弱。靜風現(xiàn)象增多，不利于大氣中懸浮微粒的擴散稀釋，容易在城區(qū)和近郊區(qū)周邊積累。第二，垂直方向上出現(xiàn)逆溫。逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，這種高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象，使得大氣層低空的空氣垂直運動受到限制，空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。

1.3 霧霾對人體健康的影響 首先霧霾會對呼吸道有影響，霧霾中持續(xù)漂浮著大量的細微顆粒，不能夠完全降解，人們長期處于霧霾環(huán)境中就會不可避免地吸入細微顆粒，從而沉積在呼吸道，引起呼吸系統(tǒng)的損害，可以誘發(fā)支氣管哮喘，也可以引起支氣管炎、慢性支氣管炎等。同時可能誘發(fā)感染性疾病，在霧霾的天氣中細菌更容易繁殖，從而增加人感染的機會，既可以引起呼吸道感染，也可以引起腸道感染、泌尿系感染等。霧霾還可能增加患癌的概率，已有相關文獻報道長期處于霧霾環(huán)境中增加多種癌癥，包括支氣管肺癌的患病概率，以北京霧霾，北京肺癌患者增長43%。

1.4 霧霾對日常生活和生產(chǎn)的影響 其一，霧霾會影響交通安全。霧霾天氣發(fā)生之后，因為城市空氣質(zhì)量降低，可見度也受到了很大的影響，這會對公路、鐵路以及航班等帶來不同程度的影響，比如說在城市霧霾天氣時，各種車輛出現(xiàn)追尾的事故幾率變得更大，甚至還會出現(xiàn)道路臨時封閉、班機延誤等現(xiàn)象。

其二，霧霾會改變大氣環(huán)流。近年來我國氣候環(huán)境雖然有了明顯的改善，但是由于人為因素導致的霧霾天氣卻始終無法徹底根治，霧霾天氣產(chǎn)生之后，往往會改變某個特定區(qū)域的大氣環(huán)流，最終引起我國南部一些城市夏季溫度增加，同時北部地區(qū)城市干旱現(xiàn)象加劇等問題。

其三，霧霾也會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。不斷加劇的大氣污染現(xiàn)象以及空氣中日益增加的浮塵等微小顆粒物的含量，霧霾出現(xiàn)的時候相應降低了農(nóng)作物的光合作用，同時減小了溫差，這對農(nóng)作物生長過程中營養(yǎng)物質(zhì)的積累極為不利，使農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量受到了嚴重影響。因為降低了光照輕度以及縮短了光照時間，進而普遍延遲了溫室蔬菜的生育期；同時因為增加了濕度，為病害的發(fā)生提供了有利條件，加重了晚疫病和灰霉病等低溫高濕病害的發(fā)生。其次，霧霾天氣下棚內(nèi)的溫度非常低，尤其使在冬季，溫室大棚中的溫度低且升溫速度較慢，蔬菜等農(nóng)作物不僅受到了低溫的影響，同時光照也十分缺乏，致使植株莖變細、生長緩慢、葉莖嫩、葉色變淺等現(xiàn)象，生長植株停止生長，導致產(chǎn)量急劇減少或沒有產(chǎn)量。此外，據(jù)相關研究證實，霧霾天氣影響了植物的光合作用，進而減小產(chǎn)量。

2 北京霧霾

霧霾天曾經(jīng)是國外患“大城市病”城市所特有的，今天肆虐到了中國，并呈“燎原”之勢。中國這些年的高速發(fā)展，造就了一座座超大型城市，交通擁堵、污染嚴重等“大城市病”也開始與這些城市相伴相生，使得“問題之城”發(fā)展迷失了方向。

2.1 北京政府對于北京霧霾的解決方案 北京市政府對于霧霾的解決方案大概分為一下四種：(一)加強立法，以法治霾。建議借鑒歐盟和英國等的做法，結(jié)合北京市的實際和生態(tài)文明建設目標，將目前國內(nèi)外行之有效的措施法制化，并廣泛宣傳，做到有法可依，依法治霾，以法規(guī)保障北京市的空氣污染治理工作。(二)落實規(guī)劃，合力治霾。北京市提出了2012年-2020年大氣污染治理措施，王安順市長在今年北京“兩會”上表示將深化以大氣為重點的污染治理工作。建議將治理污染規(guī)劃和年度工作分解到各部門、各區(qū)縣、各街道、各社區(qū)，制定并運用好稅費獎罰等經(jīng)濟調(diào)節(jié)措施，加大規(guī)劃的落實和督查力度，共建美麗北京。(三)綠色發(fā)展，從根治霾。建議用經(jīng)濟辦法加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，關停污染型、能耗型企業(yè)；加快燃油型機動車的替換，提高并嚴格機動車排放標準，鼓勵機動車加裝過濾器。繼續(xù)在全市范圍內(nèi)擴展綠地，強力保護樹木；學習日本做法，嚴禁全市范圍內(nèi)沙和土外露，讓風至少在本市范圍內(nèi)任何時候都刮不起一顆沙、一粒土。制定評級標準，鼓勵發(fā)展綠色社區(qū)、綠色建筑和低碳社區(qū)、低碳建筑、低碳商超等。(四)區(qū)域合作，聯(lián)合治霾。建議北京與天津及周邊省的重點城市，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術進步與創(chuàng)新等方面協(xié)同步伐，加強空氣污染治理規(guī)劃的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，促進大氣污染治理聯(lián)防聯(lián)控，共同加大對各種大氣污染物的排放監(jiān)測力度，嚴懲違反環(huán)境保護的行為，形成良好的保護生態(tài)、美化環(huán)境的區(qū)域氛圍。

2.1.1 具體方案介紹 第一，繼續(xù)大力壓減燃煤，完成700個村煤改清潔能源，實現(xiàn)城六區(qū)和南部平原地區(qū)基本“無煤化”，實施4000蒸噸燃煤鍋爐清潔能源改造，工業(yè)企業(yè)燃煤設施“清零”，全面淘汰10蒸噸及以下燃煤鍋爐，全年壓減燃煤30%、總量下降到700萬噸以內(nèi)。第二，抓好重型柴油車管控，供應第六階段成品油，淘汰老舊機動車，進一步推廣新能源汽車。第三，加大工業(yè)治污減排力度，完成1萬蒸噸燃氣鍋爐低氮改造，加快實施燕化低氮改造，清理整頓2570家“散亂污”企業(yè)。第四，嚴格控制揚塵污染，開展渣土車專項正值。第五，組建環(huán)保警察隊伍，強化環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法，嚴厲懲處偷排超排行為。第六，完善、強化評估體系、評估程序和評估方法，全面的評估應該包括對霧霾天氣的形成、發(fā)展、消亡及其影響范圍、時間、強度進行分析評估，逐步發(fā)展完善城市空氣污染評估體系。第七，私家車限行以此減少尾氣排放量。

2.1.2 該方案對緩解北京霧霾問題的幫助3月22日，北京市常務副市長李士祥在出席2016年博鰲亞洲論壇時透露，北京制定的“清潔空氣計劃”，計劃2013年起5年內(nèi)投7200億元治理霧霾，目前在“壓煤、控車、控揚塵、關閉污染企業(yè)”等方面成效。

兩年來，通過煤改電、煤改氣等工作，北京市燃煤總量已壓減到1200萬噸以內(nèi)。目前，東北燃氣熱電中心、西北燃氣熱電中心已建成投運，京能、國華、高井燃煤電廠已關停；完成核心區(qū)5.1萬戶平房煤改電，基本實現(xiàn)核心區(qū)無煤化；完成全市1.3萬蒸噸燃煤鍋爐清潔能源改造，城六區(qū)基本無燃煤鍋爐。

兩年來，加快淘汰黃標車、老舊機動車，全部淘汰2005年以前注冊運營的黃標車，淘汰老舊機動車86.5萬輛。完成8800多輛國四及以上標準柴油公交車的升級改造，可實現(xiàn)氮氧化物減排60%。

北京加速污染企業(yè)清理，截至目前，退出污染企業(yè)718家。同時，北京在石化、汽車制造、家具等行業(yè)實施企業(yè)環(huán)保技改工程，減排揮發(fā)性有機物3.1 萬噸。

2015年3月起北京開征了施工揚塵排污費，已開單征收1.3億元。此外北京將揚塵污染納入企業(yè)信用及市場準入管理，對33家污染嚴重的施工單位暫停在京投標資格。在全國首推建設工程揚塵治理專項資金管理，要求建設單位在工程總造價中列支揚塵治理專項資金，試點擴大到六個區(qū)。實施遠端實時監(jiān)控，全市1200多個5000平方米以上施工工地安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控施工揚塵情況。2015年，關停了33家無資質(zhì)混凝土攪拌站，兩年累計關停退出67家，五環(huán)路內(nèi)的混凝土攪拌站基本關停。

自2014年3月1日《北京市大氣污染防治條例》實施以來，北京密集開展了“零點行動”、“大氣執(zhí)法周”、整治違法排污企業(yè)保障群眾健康、環(huán)保大檢查等專項行動，對違法企業(yè)查處一起、曝光一起，絕不姑息。兩年來，全市環(huán)保系統(tǒng)處罰大氣類環(huán)境違法行為3431起、罰款7792.15萬元；處罰排放超標車輛2.24萬輛(次)，罰款1020.83萬元。

近年來，北京通過實施2013—2017清潔空氣行動計劃，開展區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控，北京市大氣污染物排放總量不斷下降，2015年，全市空氣中的SO2、NO2、PM10和PM2.5等四項污染物累計濃度平均下降17.1%?？諝赓|(zhì)量達標天數(shù)186天，占全年天數(shù)的51%，較2014年增加14天，空氣質(zhì)量持續(xù)改善。

2.2 該方案對北京居民的影響2010年至2018年隨著霧霾的問題越來越來來越嚴重，為了重點保護北京市未成年人不受到過度傷害，北京市政府宣布，在PM2.5 指數(shù)超過500達到嚴重污染指數(shù)時，中小學生將全面停課在家休息加上當時網(wǎng)絡設施普及不及現(xiàn)在，所以網(wǎng)課無法開展，學生只能在家自學。同時當PM2.5 指數(shù)超過200時，中小學生將停止任何室外活動，包括升旗儀式，上操以及室外體育課。該政策對教學安排以及教學進度產(chǎn)生了一定負面影響，尤其對于初二初三的學生來說因霧霾停學所導致的時間損失是值得引起重視的。返校后老師需要重新安排進度，增加每節(jié)課的講課速度以此來追上原先指定的學習計劃，加大了學生的學習壓力降低了學習效率。而體育課的減少導致了學生體質(zhì)的降低使得學生們更容易因為霧霾而受感染病或呼吸道疾病的影響，造成本不應該有的健康威脅。對于成年人的日常生活來說，雖然不影日常工作，但是每天多多少少會直接暴露在霧霾之中，盡管有口罩的保護但是據(jù)調(diào)查成年人患呼吸道疾病的比率也隨著霧霾嚴重的程度上下變化增大了醫(yī)療花銷也減少了公司的生產(chǎn)效率。

為了改善霧霾，市政府做出了許多新的政策，包括對北京工廠的移除，日常車輛限行。對于每日限行這個措施很大程度的影響了日常人們的出行，人們需要更早地起床去趕地鐵趕公交，與私家車相比還是有很多不便的。同時，隨著工廠的外遷和拆除，很多工人面對著失業(yè)的問題，最終導致了對經(jīng)濟的影響。

3 倫敦霧霾

1952年12月5日至9日，倫敦上空受反氣旋影響，大量工廠生產(chǎn)和居民燃煤取暖排出的廢氣難以擴散，積聚在城市上空。倫敦被有濃厚的煙霧籠罩，交通癱瘓，行人小心翼翼地摸索前進。市民不僅生活被打亂，健康也受到嚴重侵害。許多市民出現(xiàn)胸悶、窒息等不適感，發(fā)病率和死亡率急劇增加。直至12月9日，一股強勁而寒冷的西風吹散了籠罩在倫敦的煙霧。據(jù)統(tǒng)計，當月因這場大煙霧而死的人多達4，000人。此次事件被稱為“倫敦煙霧事件”，成為20世紀十大環(huán)境公害事件之一。

3.1 倫敦霧霾的歷程19世紀，作為工業(yè)革命發(fā)源地和工業(yè)中心的倫敦進入工業(yè)急速發(fā)展期，大量化石燃料，尤其是煤炭的消耗量不斷增加，使得倫敦大氣污染愈演愈烈，工廠產(chǎn)生大量廢氣，形成了極濃的灰黃色煙霧，倫敦的空氣污染形勢漸趨嚴峻。從19世紀初到20世紀中期的100多年間，倫敦在冬季發(fā)生過多起空氣污染案例，其中1952年12月的一次嚴重大氣污染事件最為典型。

1952年12月4日至9日，大范圍高濃度的霧霾籠罩倫敦。據(jù)史料記載從12月5日到12月8日的4天里，倫敦市死亡人數(shù)達4000人，其中，48歲以上人群死亡率為平時的3倍；1歲以下人群的死亡率為平時的2倍。此外肺炎、肺癌、流行性感冒等呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率也有顯著增加。在接下來的兩個月中，這起事件總共造成12000人死亡?？諝馕廴静粌H損害人體健康，而且嚴重地腐蝕了建筑物，還使土壤貧瘠，水質(zhì)惡化，鳥類遠辟他鄉(xiāng)，并影響植物生長。

形成倫敦煙霧事件的直接原因是燃煤產(chǎn)生的二氧化硫和粉塵污染。燒煤的工廠排放的大量濃煙、汽車排放的機油廢氣和從歐洲大陸飄過來的污染云，都令倫敦的空氣質(zhì)量變得很差。當年的倫敦，工業(yè)排污量非常大，每天都有1000噸的濃煙從煙囪中飄出來，排放2000噸二氧化碳、140噸鹽酸和14噸氟化物。家庭燒煤也加劇了大氣污染。在集中供暖時代之前，寒冬的倫敦，數(shù)以萬計的家庭只能燒煤取暖。由于戰(zhàn)后經(jīng)濟困難，政府將優(yōu)質(zhì)煤出口國外，而倫敦人則燒劣質(zhì)煤，污染更為嚴重。當空氣不流通的時候，這些污染嚴重的黃煙就被“困在倫敦上空”，便形成了濃霧。這些硫酸霧滴吸入呼吸系統(tǒng)后會產(chǎn)生強烈的刺激作用，使體弱者發(fā)病甚至死亡。20世紀70年代中期，倫敦的“霧日”逐年減少，1980年則進一步下降。目前，倫敦有毒煙霧已銷聲匿跡，并成為全球的生態(tài)之城。

3.2 倫敦霧霾對當?shù)鼐用竦挠绊?此次事件中，許多倫敦市民因煙霧感到身體不適，比如呼吸困難和眼睛刺痛。發(fā)生哮喘、咳嗽等呼吸道癥狀的病人明顯增多。同時，倫敦市民死亡率陡增，尤其是在老年人、嬰兒、本來就有呼吸道疾病的人群和本來就有心血管疾病的人群中。45歲以上的死亡人數(shù)最多，約為正常時期的3倍；1歲以下的死亡人數(shù)其次，約為正常時期的2倍。因支氣管炎死亡704人，為正常時期的9倍；因冠心病死亡281人，為正常時期的2.4 倍；因肺結(jié)核死亡77人，為正常時期的5.8 倍。除此之外，因心臟衰竭、肺炎、肺癌、流感以及其他呼吸道疾病死亡的也都成倍增長。東區(qū)的死亡率是平時的9倍。據(jù)部分專家統(tǒng)計，這場煙霧在1952年12月殺死了約4000 人，并且有后續(xù)影響——在1953年1 月和2 月殺死了約8，000人。

3.3 倫敦政府對于倫敦霧霾的解決方案1952年倫敦的嚴重煙霧事件，促使英國人民開始深刻反思。英國政府開始“重典治霾”，取得了非常顯著的治理效果。1953年以來倫敦60多年的煙霧治理，按照其空氣質(zhì)量的改善趨勢可劃分成四個階段。

第一階段為準備階段(1953-1960)。英國政府1953年成立了由比佛爵士領導的比佛委員會，專門調(diào)查煙霧事件的成因并制定應對方案。在比佛委員會的推動下，1956年英國出臺專門針對空氣污染的《清潔空氣法》。該法提出禁止黑煙排放、升高煙囪高度、建立無煙區(qū)等措施，并且在控制機動車數(shù)量、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方面做出了很多努力。同時，清潔空氣委員會成立，負責監(jiān)督空氣污染的改善情況，并從對空氣污染治理有經(jīng)驗、有學識或有責任的人那里獲取空氣污染治理建議。具體的管理措施包括由地方政府負責劃定煙塵控制區(qū)，改造家用壁爐，更換燃料，禁止黑煙排放；設立獎懲機制，對控制區(qū)內(nèi)進行壁爐改造的合理費用，由地方政府補貼至少70%，而對違反條例的人員則依情節(jié)處以10-100英鎊罰款或最高3個月的監(jiān)禁。

第二階段是顯著削減階段(1960-1980年)。1968年，英國政府對《清潔空氣法》進行了修訂和擴充，賦予負責控制大氣污染的住房和地方政府部部長更多權限，包括出臺新的鍋爐顆粒物和煙塵排放限值的權力，和可以強制要求地方政府設立新的煙塵控制區(qū)的權力。1974年，政府頒布《污染控制法》，規(guī)定機動車燃料的組成，并限制了油品(用于機動車或壁爐)中硫的含量。這一階段最核心的措施，就是大幅擴大了煙塵控制區(qū)的范圍。到1976年，煙塵控制區(qū)的覆蓋率在大倫敦地區(qū)已達到90%。

第三階段是平穩(wěn)改善階段(1980-2000)，倫敦大氣控制與治理的重點已從控制燃煤開始逐步轉(zhuǎn)向機動車污染控制。政府陸續(xù)出臺或修訂了一系列法案，如《汽車燃料法》(1981年)、《空氣質(zhì)量標準》(1989年)、《環(huán)境保護法》(1990年)、《道路車輛監(jiān)管法》(1991年)、《清潔空氣法》(1993年)、《環(huán)境法》(1995年)、《國家空氣質(zhì)量戰(zhàn)略》(1997年)、《大倫敦政府法》(1999)、《污染預防和控制法》(1999年)。

第四階段是低碳發(fā)展階段(2001年至今)，2002年，倫敦市長經(jīng)過廣泛咨詢后發(fā)布了倫敦的空氣質(zhì)量戰(zhàn)略，其中詳細說明了倫敦要如何達到國家空氣質(zhì)量目標。2003年，《英國能源白皮書——我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟》中首次正式提出低碳經(jīng)濟概念，提出將于2050年建成低碳社會。此后，倫敦的空氣質(zhì)量戰(zhàn)略在2006、2010年進行了兩次修訂。目前，倫敦空氣質(zhì)量控制的重點是機動車污染控制，而主要污染物是二氧化氮和PM10。低層空氣中煙的污染有93%得到控制，酸雨的危害已基本消除。今天的倫敦，已成為一座“綠色花園城市”，并榮登吸引全球游客最多的城市之榜首。

4 對于解決北京霧霾問題方案的建議

我們需要一種資源疏散的新思維。一直以來，大量人口和公共資源向市中心聚集，成為困擾北京城市發(fā)展的“心病”?！笆枭ⅰ笔情L久以來各界給北京“大城市病”開出的藥方，效果甚微。北京的城市治理依然受制于各級“權力部門”，因此交通規(guī)劃以及資源調(diào)配等決策，都以不觸及中央部門的利益為要務，短期內(nèi)疏散各級機關這條路并不可行。

人口疏散的前提是產(chǎn)業(yè)和城市功能的疏散。從這個角度來看，首都經(jīng)濟圈的建設對北京的產(chǎn)業(yè)、人口來說應該是好消息。尤其是北京與河北之間，大量占地面積較大的制造業(yè)可以由河北承擔，北京則以生產(chǎn)性服務業(yè)、高端的服務業(yè)、高新技術產(chǎn)業(yè)為主，在北京市內(nèi)，逐步將部分生產(chǎn)性服務業(yè)和高新技術產(chǎn)業(yè)疏散到城市副中心和各新城，使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動就業(yè)，從而達到疏散人口的目的。

如果北京周邊的城市，有一天能像上海、廣州周邊的城市一樣，形成巨大的產(chǎn)業(yè)群、城市群了，每個城市都能承載人口100-500萬以上，這樣不僅能治理北京的城市病，還能擴大北京政治、經(jīng)濟、文化的輻射力，使得整個區(qū)域能實現(xiàn)共榮發(fā)展。