仇宏暄,張 潤,龔文婷
(同濟大學 環境科學與工程學院,上海 200092)
我們通常所說的霧霾,其實是霧和霾兩種物質,是一種天氣現象,其區別在于:霧氣中的含水量超過90%的叫做霧,低于80%的叫做霾,80%~90%之間的是霧和霾的混合物;霧的厚度一般在幾十米到二百米之間,而霾可以達到一到三公里[1]。霧的核心物質是水滴,而形成霾的主要物質是空氣中懸浮顆粒,又成為氣溶膠顆粒。
霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物組成[2],其中PM10和PM2.5顆粒是目前主要的可吸入顆粒,我們所說的PM指的是空氣動力學粒徑大小,PM10的空氣動力學粒徑較大,也稱為飄塵。與PM10相比,PM2.5的粒徑小、面積大、活性強,因此極易使顆粒表面附帶有毒、有害物質(如重金屬、微生物、病毒等),被人體進入呼吸道深部后,明顯提高了呼吸系統以及其他功能器官的發病風險[3-4]。
霧霾的出現有很多原因可以考究,直接源頭包括能源生產、工業排放、汽車尾氣、工地揚塵、各種焚燒、甚至做飯生火等[5];間接源頭如城市的發展方向及能源結構、經濟發展水平以及環境自凈能力等。
現如今,全國上下把霧霾的矛頭直指汽車尾氣與工廠排放。APEC會議期間,政府曾關閉北京、河北、山東等地大大小小的與尾氣排放有關的工廠,營造了一個“APEC藍”,但是這僅僅是暫時的,會議結束之后霧霾再次席卷華北地區。哈爾濱市區的PM2.5檢測值也曾因為新建地鐵的建筑垃圾浮塵而一度爆表。所以工業的發展確實對霧霾的形成有很大影響。
陳浩等[6]指出,在PM2.5的來源中,燃煤排放占有很大一部分,而且燃煤過程中產生的二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中后,不僅會形成酸雨和光化學煙霧,還能通過多種方式轉化成二次顆粒物。另外,我國的煤炭石油等能源消耗量非常巨大,根據2015 年《BP 世界能源統計年鑒 2016》報告,中國是世界上最大的能源消費國,全球消費量和全球消費量凈增長分別占比 23% 和 34%。在我國大力推行去除廢舊高耗能產業鏈的同時,我國北方每年冬天的供暖問題,仍然是煤炭消耗的主力軍,即使在國家大型改革的當下,完全廢除落后產業鏈,迅速升級新型能源,仍然是一個令人棘手的問題。朱成章[7]通過對我國霧霾形成機制進行研究,認為煤炭和石油的燃燒是導致我國霧霾嚴重的重要原因,并指出防治霧霾污染應先解決好化石能源利用中的環境問題。如表1所示,主要霧霾受災區第二產業比重值,我們可以清晰的看出霧霾形成與煤炭、石油(第二產業)有一定的關系。

表1 2015年中國霧霾較嚴重省份和地區第二產業產值占比情況
注:數據來源于2016年《中國統計年鑒》
顧為東[8]通過研究指出,微生物的繁殖成為霧霾快速形成與擴散的主要動力。霧霾顆粒為二次氣溶膠,為微生物的生長提供了良好的生存環境,氣溶膠體積迅速增大突破臨界點,最終形成重度霧霾。所以,中國霧霾結構與歐美顯著不同,即使在夜間工廠停工,汽車數量減少的情況下,霧霾強度卻呈現穩定甚至上升的趨勢。
劉斯達[9]提出,大型城市如北上廣深等一線城市,以及成渝武杭等新一線城市的飛速崛起,大量農村人口以及縣城人口涌入大城市,造成大城市的交通擁堵嚴重,因此汽車長時間等待綠燈通行,會存在汽油不完全燃燒的問題,造成尾氣排放量上升,以及北京地區霧霾形成的原因之一還在于載重型柴油卡車夜間允許進入六環內,而柴油車的污染物排放量是同排量轎車的 10 倍。張生玲等[3]結合環境學和地理學的知識,運用空間統計的方法來對霧霾災害進行分析,結果表明汽車在等紅綠燈時產生的氮氧化物對霧霾的產生有明顯的促進作用。
2.2.1 自然地理因素
霧霾的形成及分布與自然地理因素有很大關系,其中主要包括兩個方面:一是火山活動、沙塵暴等給霧霾帶來組成物質,這些自然地理環境是霧霾組成物質的一部分影響來源,但霧霾分布受自然地理環境影響小;二是地形、氣候等自然原因對空氣垂直和水平方向流動造成了阻礙,主要是靜風現象、逆溫現象等不利的氣象條件,如我國華北地區冬季干燥,少雨,不利于霧霾的消散[10]。
2.2.2 人文因素
我國國土面積廣闊,從南到北共跨兩個溫度帶,所以北方在冬天需要燃耗煤炭等燃料來進行取暖,由此產生的廢氣和固體顆粒無疑提高了霧霾的發生率,所以我國的霧霾有季節性分布的特點。一些學者通過構建模型框架[11]研究發現人口數量也是形成霧霾的因素之一,我國的風俗就是以群聚為主,春節時燃放鞭炮產生的廢氣和固體顆粒對大氣環境影響很大,除夕當晚各地的PM2.5指數均有爆表,又如清明節期間以燒紙來寄托對先人的哀思。在遵守奉行傳統習俗的同時,環境負擔也無疑被加重了。
2.2.3 其他因素
一個城市的產業結構、能源結構對于霧霾的形成也起著一定的作用。劉強和李平[12]指出,我國環境排放標準偏低,而污染物排放總量遠遠超過了環境可以消納的能力,導致生態環境系統的自凈能力喪失。根據閆冰[13]的研究,我國現階段城市化進程的加快,城市發展中能源結構的不合理,高耗能產業發展迅速等都是造成霧霾污染頻發的重要因素。
各因素中最重要的一點來源于城市的自身問題,我國工業鏈的落后的技術,以及在國有企業低能的管理制度下,產生了相對粗放型的發展模式而帶來的高投入、高污染、高能耗的能源利用效率低下和環境治理低效等諸多發展問題。只需進一步深入分析影響霧霾污染的社會經濟因素才能抓住治理霧霾的關鍵問題。由于我國目前公開的社會經濟指標統計數據均為年度數據,考慮到數據可行性的原則,通過對AQI年度數據作為霧霾污染的代理變量進行研究。研究發現,綠化水平對AQI值影響并不顯著,與預期不符。綠地在城市內發揮的空氣凈化作用較為薄弱,這與當前人均綠地面積不達標,城市綠地管理和維護不到位等問題息息相關。
通過上面的分析與討論,目前我國整體陷入一種環境經濟低效率、高耗能的兩難境地,正是因為如此的結果,導致我國霧霾的出現。在霧霾與環境問題相互價值相互交織的復雜局面下,十九大會議明確指出,要更加自覺地貫徹落實科學發展觀。國家需要一個動態穩定的系統結構才能邁向可持續發展的新篇章。
3.1.2 基本解決措施
從2012年開始,我國經歷了長達近五年的時間來治理霧霾,也可謂使勁了渾身解數,從關停廢氣工廠(如石家莊市大大小小的煉鋼廠關閉,山東很多小型汽油廠倒閉),鼓勵發展公共交通(廊坊市公交車免費乘坐),采取機動車限行(河北大小縣市都開始了限制單雙號出行),推廣清潔能源使用(國家正在大力發展風能等一些清潔能源,北京今年取暖采用無煙煤)。以上是我國目前正常采用的治理措施,有一定的成效,但是部分措施效果不顯著。
我們目前所經歷的霧霾問題不僅是簡單的環境污染問題,更是我國產業結構低效率、法律監管不牢固、科技創新待提高的充分體現。政府在此次硝煙彌漫的戰場上,應該充當主角,帶領廣大人民奮勇抵抗。目前,我國的霧霾已經成為西方國家詆毀我們的強有力證據,尤其日本韓國兩國在東亞圈中,將首爾頻發的霧霾怪罪于中國,想要就此討要環境管理費用,使得中國在外交上先輸一步。其實不然,早在十九世紀,日本就已經被這些工業發展所產生的副產品搞得頭疼不已,北九州工業帶的重工業發展,也一度使日本陷入了天灰灰的境地之中。
我國首先應該制定一個完善且合理的環境管理法則,讓每個人都成為美麗環境的使用者和維護者,從排污大戶入手,通過技術革新、產品升級換代等方式提高能源利用率。對于一些居民生活中的污染氣體排放,更應該通過加強統計和標準制定工作,來提高群眾的思想認識。在霍沫霖等[14]調查研究中,通過對中國散煤分布的統計,涉及工業、 建筑、 農業三大領域的散煤的治理是霧霾治理的關鍵一步,為此京津冀出臺了針對濫用、違規使用散煤的用戶相應治理處罰辦法,從而改善用煤習慣。
從城市內部來看,當下最需進行的就是產業的優化,各大城市需找準自身的城市定位,不能看見別的城市做什么,自己也做什么,要深入思考各大城市的優點與缺點,長處與短處,在城市的競爭中,可以展現出自身應有的優點;在城市發展的時候,要明確其他城市發展的弊端,將落后的管理制度以及落后的發展思想摒棄,從新的角度出發,例如積極控制城市內部汽車數量增長速度,除了限制購買和限制行動等強制管制措施外,大力推廣新能源汽車,普及汽車生產商在非清潔能源汽車的尾氣排放口安裝尾氣凈化裝置,減少汽車尾氣排放。同時,積極探索共享單車和共享汽車等更環保的出行方式。
從城市外部來看,首先我們不應該忽略農業對霧霾的影響,陳希廉等[15]在文章中指出氮肥的施加對霧霾現象有一定的影響,尤其是京津冀地區,該地區的土壤pH值普遍高于長三角和珠三角地區,果蔬大棚和日光溫室發展迅猛,化肥過量施加,在秋收之后大面積燃燒秸稈。我國應該加強農村與城市之間的互通互信,共同建立起強有力的霧霾防護網。
除了與農村開展聯系,城市與城市之間更應該建立一個區域聯防措施,目前我國華北地區京津冀協同發展中,通過將重污染企業搬到河北其實并沒有徹底改善北京的環境,因為華北地區整一個地形特征相似,氣候相似,所以政府不應該做殺雞取卵的事情,保住北京污染河北,真正的京津冀一體化應該建立在一個互利共贏,相輔相成的平臺之上。希望雄安新區的設立可以真正在華北地區形成一個三足鼎立的區域格局。城市與城市之間也應該制定一些相應的法律措施,不單單是道德層面上的,更多的應該是協同發展的治理方針。