北京霧霾的成因分析

劉潔 張忠潮

摘 要：近年來北京霧霾問題嚴重，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、機動車保有量高、產業發展水平低和能源消費大的問題，“貢獻”大量空氣污染物；同時，周邊地區不合理的產業結構和能源消費也為北京輸送了不少污染物質。北京要解決霧霾問題，既需針對內部成因出臺措施，又需與周邊省市合作，協同治理。

關鍵詞：霧霾；成因；產業結構；能源消費

一、問題的提出

北京的霧霾問題早已有之，尤以2013年初為甚，僅1月份就有16天達到嚴重污染，影響了正常的生產、生活，并對居民的身體健康造成損害。為解決霧霾問題，北京市政府已經采取了非常嚴格的治理措施。自1998至2010年，北京市陸續實施了16個階段的控制措施來治理大氣污染，每階段制定具體的任務分解表，明確各單位的職責，為各項任務設置具體的完成時間。此外，政府還出臺了《北京市大氣污染防治條例》《2013-2017年清潔空氣行動計劃》《北京市空氣重污染應急預案》等多項地方性法規和規范性文件，制定多個行業的大氣污染物排放標準，成立大氣污染綜合治理領導小組專門負責污染治理工作。

然而，一系列政策法規的出臺和大量資金的投入并沒有使北京的空氣質量出現明顯改善，霧霾依然籠罩在城市上空。據統計，從2010到2014年，北京一共出現了437次的污染天氣，而且污染的持續時間普遍較長；一般污染的發生時間累計占到總天數的55%，約有22%的時間處于嚴重污染的狀況。2016年，北京空氣質量未達標天數為168天，所占比例高達45.9%，其中空氣重污染（重度和嚴重污染）天數為39天，發生率達10.7%，全市僅12月份就累計出現4次共11天重污染，達到了該月總天數的35%；四項主要污染物中，僅二氧化硫濃度達標，細顆粒物、可吸入顆粒物和二氧化氮濃度均超過國家標準。由此可見，北京治霾效果并不理想。要想真正解決這一難題，改善空氣質量，首先要認清北京霧霾的成因。

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、北和東北三面環山，東南是緩緩向渤海傾斜的北京平原，地勢西北高、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，雖然符合傳統的風水理念，但卻使大氣污染物易聚難散，易發生霧霾災害。一方面，西部、北部群山環繞，城市風道受阻，不利于大氣污染物擴散；另一方面，東部、南部地形平緩，對風的阻擋作用弱，加之北京的南向、東南向分布著較多的重污染企業，其產生的污染物極易被偏南風、偏東風傳輸至北京城區，受西部、北部高山阻擋會停滯或堆積，加重污染。

2.北京的氣象條件

霧霾的發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系著污染物在垂直方向上的擴散范圍，混合層高度越高，越有助于污染物稀釋、擴散[1]。受厄爾尼諾現象影響，我國冬季的混合層高度下降，逆溫層高度降低，污染物的擴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重程度。同時，根據北京統計年鑒的數據，北京地區的平均風速（米/秒）和大風日數（日）均呈現波動下降的趨勢，冬季風活動較弱，冷空氣活動次數偏少，限制了大氣污染物在水平方向上的稀釋、擴散。

3.北京的城市發展情況

一般來講，一個地區的發展情況與環境污染是具有密切關系的。為分析城市空氣污染問題，在選擇城市發展的指標時，應當側重于對空氣質量有重要影響或者說與空氣質量有密切關系的指標，具體包括城市人口變化、汽車保有量、產業結構和能源消費情況等。

（1）北京人口發展

人口對區域環境的壓力是不爭的事實，主要源自于人口的生活污染和生產活動污染。在一定的區域內，環境壓力與人口密度的關系成正相關，當然區域環境容量與整個社會的生產力發展水平也有關，但是，在生產力發展水平相對不變的情況下，環境污染直接取決于區域人口密度。在一定區域的人口短時期內快速增長，我們可以認為社會生產力水平變化不大。盡管北京市政府通過各種措施控制人口的增長，但是，北京人口還是以非常快的速度在增長。從表1可以看出，自2006年到2010年北京的人口增長最快，達到年均增長5%以上。伴隨著人口快速增長而來的，是基本建設加快，城市規模擴大，經濟發展加快，能源生產和消費增加，汽車保有量增加，各種消費品消費增加等，污染物的排放量也隨之猛增，為霧霾的大面積爆發創造了條件。

（2）北京機動車保有量

機動車尾氣排放產生的一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等污染物，對城市霧霾天氣的發生有較大貢獻，根據環保部發布的數據，機動車尾氣已經成為北京本地最主要的大氣污染物來源。近年來，北京市機動車保有量一直保持快速增長，截至2017年底，已達564萬輛，位居全國首位，較2008年底增加了213.6萬輛，10年來增長了61%。隨著機動車保有量增長而來的，是尾氣排放量的大幅提高，尾氣中的致霾物質被排入大氣并不斷累積，成為北京霧霾頻發的重要原因[2]。

（3）北京產業結構

北京的產業結構調整雖已見成效，但由于發展水平較低，發展方式粗放，導致大氣污染物排放依然嚴重。第三產業在北京的生產總值中所占比重最大，且逐年穩定增長，已接近80%。但是由于北京的第三產業尚處于發展初期，存在著量大質差，耗能高，水平低等問題，污染仍然嚴重。第二產業在北京生產總值中所占的比例逐年下降，到2015年已不足20%。然而，該產業的能源消費量在北京能源消費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，第二產業雖然消耗了大量的能源，卻沒有創造出與之相應的價值，同時還造成了嚴重的霧霾污染。

（4）北京能源消費

北京市的能源消費總量大，據北京統計年鑒公布數據顯示，在1980年-2015年間，北京的能源消費總量從1907.7萬噸標準煤增至6852.6萬噸標準煤，增幅高達260%，年均增速約8.9%。能源消費長期處于較高水平，由此產生的廢氣成為大氣污染物的重要來源。此外，北京的能源消費結構也不甚合理，煤炭和石油長期占有較高比重，而天然氣、風能、太陽能等清潔能源比重較低。盡管近些年北京能源結構調整，清潔能源的使用比例有所增加，但由于能源消費總量持續上升，煤炭和石油的消費量仍在不斷增加。煤炭使用產生的二氧化硫、氮氧化物、粉塵和石油使用產生的一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、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.北京周邊省市的產業結構

在北京周邊省市的產業結構中，第二產業一直占有重要地位，如天津、河北、山西、河南、遼寧等，第二產業比重長期維持在50%上下，且普遍存在能耗高、效率低、生產方式粗放等缺陷。這些省市的工業排放的大氣污染物會隨著空氣流動，在一定的區域內傳輸，北京作為鄰近的城市，自然也會受到影響。因此，盡管北京市第二產業的比重逐年下降，2015年已不足20%，但其周邊省市的第二產業依然維持著較高的比重，這些工業排放的部分大氣污染物隨著空氣流動被輸送至北京，成為北京霧霾的重要污染來源。

2.北京周邊省市的能源產銷

能源生產方面，在北京周邊的六省一市中，火力發電量近十年來占地區總發電量的比重雖略有下降，但仍然保持著絕對優勢，天津、河北、山西、山東、河南等省市的火力發電量比重一直維持在90%以上，內蒙古和遼寧則維持在80%以上。火電廠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，造成北京空氣質量的下降。能源消費方面，華北地區豐富的煤炭資源儲量決定了該區域的能源消費結構以煤炭為主。以2014年為例，河北、山西、內蒙古、遼寧、山東、河南等省的煤炭消費量均達到上億噸，其中山西、內蒙古、山東的煤炭消費量已超過3.5億噸，煤炭在能源消費結構中的比重遠超全國平均水平。如此高的煤炭消費量必然導致空氣污染物的大量排放。據環保部分析，2016年初華北地區出現的空氣重污染過程中，燃燒化石燃料所產生的一次顆粒物濃度明顯提高，原煤散燒對近地面污染貢獻最高。根據監測數據，與燃煤排放直接相關的有機物、硫酸鹽、黑炭等物質，是PM2.5的主要組成成分[3]。因此，盡管北京一直在調整能源消費結構，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，產生的大量污染物在區域內擴散，導致北京的霧霾問題依然嚴重。

四、結論與討論

通過分析可知，北京霧霾如此嚴重，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。可以說，北京的霧霾污染既有內因又有外因，既是“天災”更是“人禍”。北京對資源具有很強的吸引力，資源流入的同時伴隨著人口的大量聚集，人口的大量聚集則帶來了基礎建設增加，城市規模擴大，生活能源消費攀升，機動車保有量增長等，最終都導致大氣污染物排放量的增加，同時高聳密集的城市建筑又阻礙了風對污染物的擴散。此外，北京的二、三產業發展水平較低，能源消耗量大且結構不合理，以煤炭石油為主，清潔能源比重較低，也是造成北京霧霾嚴重的內因。除北京本地區的污染源外，大氣污染物的外來輸送同樣嚴重。在北京周邊省市中，產業結構均以第二產業為主，能耗高、效率低，生產方式粗放，能源消費結構以煤炭為主，消費量居高不下，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，在山前平原地區匯聚，加重了北京的霧霾污染。

北京霧霾的形成原因復雜，治理應從多方面入手。對北京自身來說，應當落實疏解非首都功能，合理調控人口規模，降低人口密度，促進經濟社會發展與人口資源環境相適應；推進機動車環境稅費改革，推廣新能源汽車，大力發展公共交通，引導公眾綠色出行；繼續推動產業機構優化升級，發展符合首都城市戰略定位的現代產業，調整和轉移高污染、高能耗企業，提升第三產業發展水平；提升能源利用效率，加速推進能源消費結構改革，繼續實施煤改清潔能源，完善替代能源的配套設施建設。此外，治理北京霧霾仍需深入推進京津冀及周邊地區大氣污染聯防聯控工作，從區域整體層面著眼，統籌規劃，協同行動，優化區域內產業結構和能源結構，建立區域覆蓋的信息網絡開放平臺、大氣質量監測、大氣環境執法監督及大氣污染問責機制[4]。

參考文獻：

[1]行琨.淺析氣候對邯鄲市大氣環境質量的影響[J].城市地理，2017，（14）：204

[2]李曉燕.京津冀地區霧霾影響因素實證分析[J].生態經濟，2016，32（03）：144-150

[3]黎天樂.“霾伏”成因為何[J].中國減災，2016，（4）：18-21

[4]張麗亞、彭文英.首都圈霧霾天氣成因及對策探討[J].生態經濟，2014，30（09）：172-176

作者簡介：

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

通訊作者：

張忠潮（1963--）男，陜西蒲城人，教授，碩士生導師；研究方向：環境與資源保護法。