
PM是顆粒物 (Particulate Matter)的英文縮寫,直徑小于等于10微米的可吸入顆粒物被稱為PM10,直徑小于或者等于2.5微米的顆粒物稱為PM2.5,也叫可入肺顆粒物,其直徑約為人類頭發絲的1/20。研究表明,空氣中的PM2.5主要包括直接排放物和二次生成物。其中,直接排放的PM2.5,包括汽車尾氣、揚塵、化工污染和餐飲油煙等,約占50%;二次顆粒物主要是二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物等排放到空氣中后,通過化學反應生成的硝酸鹽、硫酸鹽、二次有機氣溶膠等細顆粒物,大體也占50%。PM2.5濃度受機動車尾氣、工業廢氣和施工揚塵等素影響較大。同時,風力與降水等對PM2.5的濃度也有影響。
世界衛生組織認為,PM2.5小于10微克/年是安全值。根據我國目前的環保標準 (GB3095-2012),PM2.5年均濃度數值在0-35微克為優,35-75微克為良,24小時平均濃度小于75微克/立方米為良,小于35微克/立方米為優。世界衛生組織2005年出版的《空氣質量準則》指出,當PM2.5年均濃度達到每立方米35微克時,人的死亡風險比每立方米10微克時約增加15%。
PM2.5直徑較小,富含大量的有毒、有害物質,在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,對人體健康和大氣環境質量危害較大。氣象專家和醫學專家認為,與PM10相比,PM2.5不易被鼻腔內部的絨毛阻擋,進入呼吸道之后,PM2.5可以抵達細支氣管壁,并干擾肺內的氣體交換,引發哮喘、支氣管炎和心血管病等疾病。根據世界衛生組織的研究報告,全球多數城市和農村人口的健康均受到大氣顆粒物的影響,高污染城市中的人口死亡率比相對清潔城市高出15%~20%。據統計,在歐洲,PM2.5每年導致386000人死亡,并使歐盟國家人均期望壽命減少8.6個月。
當前,我國PM10和總懸浮顆粒物(total suspended particulate,TSP)污染尚未全面解決,京津冀、長三角、珠三角等區域PM2.5和臭氧污染加重,每年出現灰霾污染的天數超過100天,個別城市甚至達到200天。美國國家航空暨太空總署 (National Aeronautics and Space Administration,NASA)公布的一張全球PM2.5污染地圖顯示,全球細顆粒物污染最嚴重的地區為北非以及我國的華北、華東和華中地區,我國大部分地區細顆粒物年均濃度接近80微克/立方米,約為世界衛生組織規定的安全界值 (年均10微克/立方米)的8倍。
美國學者根據衛星數據對2001-2010年我國各省可吸入顆粒物濃度的研究成果表明,除了海南、黑龍江和西藏自治區之外,全國各省、自治區及直轄市的PM2.5年均濃度都高于世界衛生組織建議的年均10微克/立方米的安全水平。其中,以山東、河南最高。2010年,河北省按人口加權的PM2.5年均濃度指標,僅次于山東、河南、江蘇和四川,居全國第5位。

表1 我國環境空氣污染物基本項目濃度限值

圖1 美國NASA全球PM2.5污染全景圖
就區域而言,PM2.5污染程度最嚴重的主要是華北地區和華東地區。總體來看,我國北方的PM2.5濃度高于南方。但是,PM2.5是多種物質的結合體,不同地區的PM2.5性質與構成也不盡相同。在北方,PM2.5受沙塵等因素影響較大。而在南方,尤其珠三角地區,硫酸鹽、硝酸鹽和有機污染物的影響相對更大。此外,夏季和冬季不一樣,冬季燃煤產生的污染較大;在夏季,烹飪油煙的影響比較明顯。
除了受緯度與產業結構等因素影響以外,地形地貌和氣候條件對PM2.5的影響也較大。海南之所以能維持在安全值以內,除了廢氣處理得當之外,熱帶雨林等植被資源的深度凈化也是主要原因之一。根據2011年的統計數據,海南森林覆蓋率高達60%,居全國第二位,遠遠高于全國平均水平。相比之下,北京三面環山,一面向海,呈明顯的簸箕狀地形,北方冷空氣多被阻擋,又缺乏南方城市的豐沛降水量,空氣中污染物的擴散較為困難。
近年來,我國政府對顆粒物的監測與防治工作高度重視。2012年2月底,國務院專門討論了空氣質量標準問題,頒布了新修訂的《環境空氣質量標準》,同時部署了加強大氣污染綜合防治重點工作。根據國務院部署,自2012年起在京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市和省會城市開展PM2.5與臭氧等項目監測,2013年在113個環境保護重點城市和國家環境保護模范城市開展監測,2015年覆蓋所有地級以上城市,2016年1月1日,全國實施新標準。
根據中科院大氣物理研究所的監測數據,從2003年以來,京津冀區域PM10的污染指數在下降,年均下降2%~3%,目前的年均濃度值在120-130微克/立方米之間。其中,PM2.5在PM10中占到60%~70%,據此推算,京津冀區域大氣PM2.5的年均濃度約為70-80微克/立方米。
目前,北京的環保治理措施已比較嚴格,1999年-2011年,北京市空氣質量連續13年逐步改善,但PM10濃度仍然超標。北京市環保局根據PM2.5的相關研究文獻推測,北京市2000年PM2.5年均濃度約為100-110微克/立方米,到2005年,降低到80-90微克/立方米,2010年達到70-80微克/立方米。
根據北京市環保部門的監測分析結果,外來微塵對北京的影響最大,約占PM2.5來源的24.5%。主要原因在于,環渤海地區聚集了大量的水泥、鋼鐵、煉油、火電等高污染產業,對首都大氣構成了較大污染。機動車尾氣污染是北京市PM2.5的第二大來源,目前,北京市機動車超過500萬輛,機動車尾氣排放占PM2.5 排放總量的22%。
除了上述因素之外,北京工業企業排放的PM2.5仍是主要來源,占北京PM2.5本地來源的22%。此外,大面積的工地揚塵,相對不利的地理氣象條件,較低的森林覆蓋率,較小的水域面積以及相對集中的人類活動,都導致北京空氣污染物濃度長期超標。
根據《北京市2010-2020年大氣污染治理工作方案》,到2020年,空氣中主要污染物濃度將比2010年下降30%,PM10 濃度達到每立方米80 微克,PM2.5達到每立方米50微克。按照目前的治理進程,2030年北京市空氣質量將達到當前的國家環保標準(GB3095-2012)。

表2 京津冀區域城市空氣質量目標考核依據
目前,河北省空氣質量形勢十分嚴峻,設區市大氣主要污染物濃度仍然較高,一些達標城市接近標準上限。河北能源結構以煤炭為主,2010年煤炭消耗占一次能源消耗的88.6%,比全國平均水平高出近20個百分。同時,河北城市機動車數量迅速增長,城市大氣中約有25%~35%的PM2.5和30%的氮氧化物來自機動車尾氣。目前,即使不考慮新增檢測因子,僅就收緊的PM10標準限值衡量,河北仍有8個地級市不達標。
2012年6月,河北省政府下發了《關于加強PM2.5 監測防治工作的通知》,要求各地要高度重視PM2.5監測防治工作,強力推進《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)。根據省委省政府的部署,自2012年11月1日起,11個設區市所有空氣監測點位均要發布監測點位PM2.5小時濃度值。2013年1月1日,11個設區市空氣監測點位要在省、市環境保護部門政府網站、環境監測部門網站上發布環境空氣質量監測數據。
目前,在河北省全部53個國家網監測點位中,省會石家莊有8個監測點,為監測點位最多的城市,唐山、保定均為6個,秦皇島、承德、張家口均為5個,邯鄲、邢臺、廊坊各為4個,滄州、衡水最少,均為3個。
在2013年初全國大范圍的霧霾天氣中,石家莊連續多日重度污染,居全國首位,主要原因在于石家莊地理條件存在先天不足。石家莊位于太行山東麓,由于西部山脈的阻隔,市區大風次數少,風速低,且大氣逆溫天氣較多,年降水量偏少且不均勻,熱島效應明顯,污染物聚積在大氣層底部,不易擴散。同時,石家莊的能源結構仍以燃煤為主,機動車保有量超過160萬輛,高能耗、高污染行業比重較高,城市空間布局不合理,主城區人口密度較大,上述因素加劇了石家莊的大氣污染程度。

此外,華北地區第二大城市天津的PM2.5污染也較為嚴重。燃煤使用比例偏高,全市目前保有的200多萬輛機動車中,有黃標車近30萬輛,機動車尾氣、灰霾等新污染問題日益突出,城市大氣污染特征逐步從單一的煤煙型污染演變為復合型污染。綜上所述,采取有效措施,強力推進京津冀區域PM2.5監測與治理勢在必行。
根據國家環保部2012年12月正式發布的《重點區域大氣污染防治 “十二五” 規劃》,到2015年,京津冀、長三角、珠三角等大氣污染嚴重的地區,細顆粒物PM2.5年均濃度要比2010年下降6%,全國其他重點區域的PM2.5年均濃度要下降5%。
PM2.5來源廣泛、成因復雜,傳統的大氣污染防治措施很難奏效,必須從生產、生活和生態等多方面著手,采取綜合措施,有效控制城市人口和經濟規模,優化產業和能源結構,協同控制各類污染物,全面削減二氧化硫、氮氧化物、工業煙粉塵、工地揚塵和揮發性有機物的排放量。
就河北省而言,應按照 “減煤、降塵、控車、增綠” 的原則,嚴格控制新建燃煤項目,加快淘汰現有燃煤鍋爐,全面推廣天然氣、液化石油氣、煤氣和太陽能等清潔能源。同時,積極推進產業結構調整,優化工業布局,重點防控二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發性有機物等污染物。在環首都綠色經濟圈、沿海經濟隆起帶等區域統籌重點行業發展,控制大氣污染蔓延。
根據《河北省生態環境保護 “十二五” 規劃》,河北將通過建立二氧化碳等主要溫室氣體排放清單及排放量統計制度,加強環首都綠色經濟圈的生態建設,構建由永定河、潮白河、拒馬河、灤河干流河谷,以及環首都綠色城鎮和西北部生態屏障區組成的環首都生態安全體系,建成 “山、水、城、田” 融合一體的自然和諧生態網,增加生態系統碳吸收能力。
眾所周知,植物和水是吸附降解PM2.5的最佳途徑。因此,河北大中城市和環首都縣市還需要實施立體綠化,最大限度地吸收降解PM2.5。研究表明,城市周邊森林綠地只有5%的負氧離子進入城市中心區,而城市中心區是PM2.5濃度最高的區域,只有積極擴大城市綠化面積,才能有效解決城市PM2.5問題。世界上很多國家都十分重視發展立體綠化,德國、日本和新加坡的經驗值得學習。國內的成都、佛山、長沙、杭州和北京等城市也在積極行動,推進城市立體綠化。
治理城市中心區的PM2.5,要在城市中心區實施立體綠化,增綠擴水,提高城市的生態自凈力。城市立體綠化的主要途徑包括:馬路中間隔離帶要加大綠植,將有條件的建筑玻璃幕墻改造為水幕墻,實施墻體綠化和屋頂草坪綠化,建設空中花園,實施陽臺、露臺、室內綠化,建設雨水收集系統,節水灌溉。此外,還可以將陽臺、廣場、停車場的水搜集起來,在整個城市 (廣場、馬路、公園、建筑)建立雨水收集系統,用于綠化灌溉和補充地下水源,通過增綠擴水,提高城市的生態自凈力。
近年來,各地機動車保有量大幅攀升。以北京為例,1980年全市只有機動車10萬輛,到2010年5月,北京市機動車總數已達到430萬輛,遠遠超過洛杉磯發生光化學煙霧時的300萬輛車和日本東京發生光化學煙霧時的200多萬輛車。統計數據顯示,截至2012年5月,主要城市機動車保有量分別為:北京502萬輛、重慶376萬輛、上海307萬輛、天津248萬輛、廣州229萬輛、蘇州223萬輛、杭州211萬輛、深圳209萬輛、成都205萬輛、青島199萬輛。
目前,全國有1/5的城市大氣污染嚴重,113個重點城市中空氣質量達不到國家二級標準的超過1/3,而機動車尾氣排放往往是大中城市大氣污染物的主要來源。研究表明,“黃標車” 尾氣排放的污染物是同類歐Ⅳ標準達標汽車的20倍左右。因此,對新生產車輛實行嚴格的準入制度,加速淘汰高排放“黃標車”,是治理PM2.5的重要手段。
來自河北省環保廳的數據顯示,截至到2011年底,河北省機動車保有量達到1450萬輛 (含摩托車)。機動車氮氧化物排放量56.53萬噸,占全省氮氧化物排放量的32.36%。河北科技大學的研究表明,機動車排氣污染已超過工業污染,成為河北省主要城市灰霾、酸雨和光化學煙霧頻發的主要根源。基于上述原因,2012年初,河北省政府印發了《河北省機動車氮氧化物總量減排實施方案》,旨在建立全省機動車污染防治體系,有效削減機動車氮氧化物排放總量。根據該方案,到2012年底前,石家莊、唐山、廊坊、邯鄲市主城區黃標車限行。到2013年底前,各設區市城市主城區黃標車限行。
考慮到北京率先采用國V燃油標準,以及河北省環首都的特殊區位,建議在大氣污染較為嚴重的市縣和環首都縣市提前實施國V標準,與北京保持同步。為解決北京機動車出京在河北加油后燃油混合的問題,建議在主要交通干道沿線和環首都縣市提前推廣使用國V標準燃油,確保出京車輛在河北交通干線能夠補充國V標準燃油。此外,建議出臺優惠政策,進一步推廣油氣兩用機動車,鑒于燃氣機動車加氣站偏少的實際情況,加快建設燃氣機動車加氣站。同時,強制車輛加裝尾氣處理裝置。
盡管歐美國家環保標準和法規已經十分嚴格,但污染物的總量仍會隨經濟增長而持續增加,此時如果進一步收緊標準,達標成本會使企業無法承受,對社會經濟產生較大影響。為此,發達國家在環保工作中引入了市場機制,美國最常用的是排污許可證交易制度,歐洲部分國家則借助于排污收費和排污稅來約束排污行為。市場機制的引入,不但有效控制了污染物排放總量,而且避免了經濟發展與環境保護之間的直接對立,減輕了環保部門的壓力。
按照國家發改委的相關部署,2013年將在北京市、天津市、上海市、重慶市、深圳市等地啟動碳交易試點。此前,北京、上海和天津已相繼成立了相關交易中心,積累了一定的經驗,為上述工作奠定了良好的基礎。目前,上述各省市正在抓緊推進各項工作。
河北是資源大省,重化工業較為發達,節能減排任務艱巨。因此,河北要積極參與碳交易和排污權交易。相關部門組織赴歐洲和日本考察碳匯交易,加強同碳交易試點各省市的交流與合作。同時,鼓勵重點企業積極參與碳匯交易,采用市場手段實現節能減排,達到碳中和的目的。同時,強化河北產權交易中心(河北環境能源交易所)與試點省份的交流與合作,爭取設立分支機構。此外,鼓勵金融機構開發綠色信貸產品,扶持節能環保產業發展,助推產業結構升級。
為有效監測與治理PM2.5,必須加強環保科學技術支撐,對細顆粒物污染源開展調查及相關研究。在科學分析大氣環境質量狀況的基礎上,針對河北空氣質量改善階段性目標,加快對PM2.5的污染物構成、污染來源、污染特征、污染危害等方面的基礎研究與技術分析,明確排放清單和控制對策,建立PM2.5監測與防控科研專項制度,組織省內外相關研究機構開展科技攻關,為開展PM2.5監測和大氣污染治理提供可靠依據。
根據國務院的相關部署,2015年PM2.5監測將覆蓋所有地級以上城市。“十二五” 期間,國內要建設1500個PM2.5監測點位,前期投入將超過20億元。環保儀器與設備采購規模空前,市場空間極大,對環保產業的拉動十分可觀。而河北的上市公司先河環保在環保檢測設備生產方面具有較好的產業基礎、一定的研發能力和較大的市場份額。建議河北省制定專門規劃,出臺優惠政策,對環保產業進行定向扶持,提升產業競爭力。
此外,還要倡導低碳生活方式,減少能耗和污染物排放。從國外特大型城市的經驗來看,產業升級之后,能耗大戶不再是工業企業,而是建筑物和機動車。所以,要重視建筑物的節能降耗,倡導低碳生活方式,鼓勵“生態駕駛”、“低碳出行”。同時,加強公共交通基礎設施建設,減少居民出行對機動車的依賴,從而有效降低燃油消耗和減少汽車尾氣排放。
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