問診北京霧霾

沈聰

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

氣候和地形原因是不能改變的客觀因素

記 者：近期，北京連續數次出現了嚴重的霧霾天氣。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霧霾增多的原因之一。全球變暖，高緯度地區氣溫升高得快，低緯度地區氣溫升高得慢，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域冬季偏北風減小、而夏季偏南風加強，區域污染不易因北風而水平擴散，但更易因偏南風向山前的京區聚攏。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域經常出現“靜穩”天氣，污染物“橫”“豎”都難以擴散，霾污染頻繁出現在所難免。

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；而在靜穩天氣下，混合層的高度有時只有二三百米，相當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”，導致本來就小的垂直風速變得更小，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。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象就是，污染一旦發生就持續好幾天，除非下大雨或刮大風。北京一旦沒有風，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。

今后二三十年，這樣的天氣很可能成為常態。就我國中東部地區而言，冬季風（西北風）越來越弱，夏季風（東南風）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，治理區域大氣污染只能是區域聯合“源頭減排”。

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

王躍思：北京地形三面環山，一面朝向渤海灣，因此較易受偏南風向影響，而北京的南向、西南向、東南向多有鋼鐵企業、化工企業和大型燃煤發電廠。我們的團隊在題為“大氣霾污染觀測系統”的報告中介紹過，通過對大氣霾污染觀測結果分析，北京大氣重霾污染事件主要“形成”于周邊工業燃煤污染排放輸送，“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。

這是有嚴格的科學根據的。在我們2013年1月的監測數據中，北京城區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，夏季北京五環內很少燃煤，為什么在中午會出現二氧化硫峰值？我們比對數據發現，北京城區白天空氣中二氧化硫出現高值，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，擴散條件也優于夜間，但是二氧化硫濃度卻出現了一天中的峰值，北京常年觀測的結果發現，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化的。

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

治理霧霾，京津冀地區要脫硫脫硝和除塵

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。在科學界，京津冀地區的污染來源沒有太大爭議。工業及取暖燃煤、機動車及相關產業、重化工和揚塵是前四大污染源，其他還有農牧業的氨氣排放、季節性秸稈燃燒、大城市的餐飲業和居民餐飲源、建筑塵和裝修溶劑揮發等。但目前，前四大污染源是京津冀地區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保標準脫硫、脫硝、除塵；全面提高燃油質量，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習，大力發展地鐵、有軌電車、自行車等公共和綠色交通。要高度關注柴油車排放和油品質量。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達國家高3-4倍的重要原因，提高汽油質量，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。

我們的研究結果確定，在不利的氣象條件下降低近期北京地區強霾污染發生頻率和強度，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。

京津冀地區應重點控制工業燃煤過程，在加強煤電廠脫硫和除塵的同時，要大力完善其脫硝技術，提高脫硝效率；而粗鋼、水泥、平板玻璃和重化工等行業必須全面上馬脫硫、脫硝和除塵技術設備，并從管理上痛下決心，確保脫污達標，一管到底。開始研究制定揮發性有機物、氨和重金屬的使用脫除技術，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域內大大小小所有的污染源實現有效控制，空氣質量在今后20年內就無法達標。這是由我們所處區域的人口基數、氣象及地形條件和城市化規模等難以調控的要素決定的，短期行為難以奏效。

政府、企業和公眾都要積極應對

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

王躍思：北京等大城市發展過速，沒有做好經濟發展的環保準備，不得不走上了發達國家先污染后治理的老路。跑得太快，環境治理的技術準備、環境容量的變化預估都有點跟不上，因此政府需要加強和科技部門的聯合，加強業務部門的管理和監管力度；企業要把污染控制放在首位，自覺自律上馬脫污設施，并確保正常運行，自覺接受環保部門檢查和公眾監管；公眾首先應有社會責任感，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管企業，盡一個公民應盡的義務。

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

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、業務部門和科研單位要分工合作、共享數據。

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

這不能僅是一句口號，地方政府間聯防聯控要有具體的實施方案，這個方案需要一個頂層設計。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、山東和內蒙古的影響。建議由中央負責牽頭，各省市一把手參與，組建一個不受地方干涉的空氣質量管理委員會。借鑒歐洲治理酸雨和美國南加州治理光化學煙霧的經驗，區域空氣質量管理委員會要有環境監管權、執法權和固定的資金來源，同時接受各級政府部門和人民群眾的監督。

記 者：除了靠政府、科研院所、企業等，應對霧霾，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，政府和企業應做更多的事情，同時要加強公眾科普，提高全民環保意識，特別是公民的社會責任感。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，由市政統一處理。如果發現公共煙道不通或是沒有公共煙道，要及時上報市政相關部門解決，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，不為經濟利益而污染環境，我們才能在不遠的將來自由呼吸到新鮮的空氣。