北方雾霾“帮凶”——秸秆燃烧

本刊记者 何宝庭

不久前江苏一名电视台记者在苏北一处秸秆焚烧现场做直播，结果说着说着，人就“消失”了，完全被浓烟“埋没”。这样的画面让大家在调侃之余，心里也很沉重。随着秋冬季节的来临，天气越来越冷，北方各地进入供暖期，北方的雾霾天气更加严重，据环保部门表示北方的雾霾天主要是由于气象、烧秸秆和供暖三大原因汇聚而成。

生物质燃烧使雾霾加剧

中国人民大学环境政策与环境规划研究所所长宋国君谈到近日东北地区连续出现的雾霾天气时表示，烧秸秆排放了很多的细颗粒物，似乎会加大雾霾，因为它是很多水气的凝结核。

作为生物质能源的秸秆，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。这些农作物的秸秆普遍被遗弃堆积在田间地头，相对潮湿，引燃时不能完全燃烧，会产生大量对眼睛、呼吸道有强烈刺激性的烟雾，其中含有大量的粉尘、液滴以及其它污染物，这些烟雾随风扩散，对环境、人及其它动物产生严重的危害。

一般而言，我国农村的空气质量要好于城市，但由于燃烧秸秆，使得空气中烟尘、颗粒物和其他污染物的浓度急剧增加，空气质量迅速下降，不利于人体健康。

秸秆燃烧产生的烟雾降低了大气能见度，妨碍交通，特别是机场飞机的起降和高速公路上汽车的行驶。例如，1998年四川双流县的农民燃烧秸秆，导致成都双流机场数十个航班不能正常起降，造成很大的经济损失。

烟雾中含有大量的氮氧化物、光化学氧化剂和悬浮颗粒等物质。秸秆焚烧区域、时段均相对集中，大量烟雾对中老年和儿童及患有呼吸道疾病的人造成很大影响。

秸秆焚烧不但产生细颗粒物PM2．5、颗粒物 PM10，而且产生一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、多环芳烃等污染物。棉花、稻草等不同种类秸秆，焚烧排放的污染物有所不同。在明火或闷烧等不同条件下，焚烧1公斤秸秆产生的污染物可以从几克到几十克不等。

生物质燃烧的形式可以是农田焚烧、森林火灾，也可以是农村生活燃料的使用。研究结果发现，1998 年秋收时段北京市发生的重污染事件和这次事件中二次有机碳的大量形成，生物质燃烧也就是烧秸秆是主因，生物质燃烧排放具有季节性与周期性，同时也是北京市大气颗粒物有机碳的一个重要来源，占了可吸入颗粒中的三到六成。

根据大部分的研究显示，生物质燃烧排放大气颗粒的主要组分为碳质颗粒和水溶性钾，碳质颗粒的组分含量可以高达73%，其中有机碳占碳质颗粒的60%～90%。碳质颗粒在总悬浮颗粒物(TSP)重量中约占10%～15%， 在粒径小于10μm的可吸入尘(PM10)中占20%～30%，在粒径小于 2．5μm的细颗粒 (PM2．5)中约占40%～60%。而对人体健康影响最大的，也正是这些细小的颗粒，对能见度和气候变化影响也更为显著。

2001年新加坡国立大学发表一篇独立研究论文，研究分析了1997年东南亚生物质燃烧（这次是森林大火）导致空气的雾霾和整个东南亚地区的健康问题，在研究中，新加坡大学分析了大火前后东南亚地区的空气中可吸入颗粒浓度，和可吸入颗粒的垂直分布，认为空气中的雾霾很大一部分是来自生物质燃烧。

某种意义上讲，烧秸秆即使不能算PM2．5的罪魁祸首，至少也为空气污染贡献了不少可吸入颗粒物，尤其是现在农业越来越发达，种植的作物数量越来越多，未来这种影响可能会越来越严重。

农民焚烧秸秆屡禁不止

“现在农村地区禁止露天焚烧秸秆的工作抓得很紧，基层干部24小时蹲守、责任到人、拉网式排查、与干部任职考核挂钩……手段不可以说不多，压力不可以说不大，但秸秆露天焚烧情况依然严重。究其原因，一方面是焚烧只需随手一根火柴，禁烧管理难度大；另外一重要原因是，农村能源结构、养殖方式等发生巨大变化，秸秆利用‘不到位’。”环保部生态司农村环境保护监管办公室负责人孔源说。

据测算，一亩地约产生半吨秸秆。在很多地方，由于一年要种两、三季农作物，为了抢农时，上一季农作物收割与下一季农作物播种、插秧间仅间隔1、2天时间。因此，必须在1、2天内把上一季产生的秸秆“处理”掉，以利下一茬作物的播种。此外，如果秸秆长期堆积在田间不能及时腐烂，不仅影响播种，甚至容易滋生病虫害。

“传统的秸秆用途是做饲料和燃料。”中国农业大学教授、生物质工程中心常务副主任董仁杰说：“目前，我国农村能源结构和养殖方式已发生了巨大变化。农村炊事、取暖等化石能源的比例不断提高；而农作物产量大幅增加，秸秆产量也随之提高，导致了农村秸秆大量结构性剩余。”

秸秆作为生物质资源，可以直接还田，为农田补充有机质。但在一些比较干燥的地区，秸秆如果直接还田，不能及时腐烂或腐烂得很慢，则会影响下一茬作物的耕作。宋国君指出，控制秸秆燃烧是可以，但是执法成本非常高。特别是对农民，硬性执法非常困难。秸秆问题在中国说了很多年，到现在解决得依旧不太好，应当把这问题上升成一个很正式的问题去研究。

破解秸秆处理瓶颈

秸秆主要成分是纤维素、半纤维素、木质素。其中约60%是碳元素。玉米秸秆和稻草中，脂肪和蛋白质含量分别为20%、6%左右，还有灰分、15%的水分等。董仁杰介绍，与其他的工业废物相比，秸秆是可利用的，而且用途较广。据初步统计，我国每年能耗约33亿吨标煤，生物质能源占我国总能耗的10%、15%左右，而全球约为15%、20%。

秸秆是植物通过光合作用，把太阳能和空气中的碳“固定”下来。田头的秸秆焚烧，相当于浪费了太阳能，并把碳等元素释放到空气中，同时释放PM2．5等污染物。

“不同于国外大农场的经营模式，我国农业大多是由分散的小农户经营的。玉米、稻草、棉花等农作物秸秆，是非常分散的‘面源’资源，类似于‘贫矿’，要让它产生经济价值，就必须首先实现集中，其瓶颈就在于收集环节。”孔源说。

董仁杰认为，玉米等秸秆可以做板材，小麦秸秆是很好的造纸原料。“秸秆还能做沼气，全国有不少秸秆气化站。东北一农垦场就建设了一个沼气池，利用秸秆一天能产3万方沼气，用于生产、生活耗能。在其他农场收玉米等农作物时，该农场就派人驾驶机器跟在收割机后面收秸秆，一边收，一边把秸秆粉碎成5毫米大小的碎片，再压缩储存起来。沼渣还是很好的有机肥，还田能避免诸多使用化肥带来的问题。”

秸秆还能直燃发电或做成颗粒成型燃料。秸秆的最大缺点是密度低、运输成本高。做成燃料颗粒后，密度大了，运输就方便了，用途自然就更多了。此外，我国各地建设了很多生物质发电厂。以这样的电厂为核心，半径一百多公里内，基本没有田间秸秆焚烧的现象出现。

不过，很多农民把秸秆当做废物来看，没有什么使用价值，一根火柴解决；但当有人来收秸秆时，有人居然把一吨秸秆的售价飙高到500元，企业根本无法承受，秸秆再利用被迫中断。因此，董仁杰等专家建议，国家应出台相应的政策，在一定区域范围内，限制生物质电厂、秸秆颗粒型燃料等企业数量，避免恶性竞争和农民无序提高价格。

“我国秸秆综合利用还远不能说形成了一个产业，应研发相应的秸秆收割、切碎并加药、深埋一体化技术和设备。为减少大气污染，各省都在削减用煤总量，那么用秸秆做成颗粒燃料，将大有前途。我国是分散的小农户种植模式，根据该模式，应研发流动式的打捆、压缩、造粒技术和机械。就像当前的农业联合收割机，每年从南到北，再从北到南，为全国农民提供收割农作物服务。也可研发流动秸秆造粒机，根据各地农作物收获时节，在田头直接把秸秆变成颗粒成型燃料，销往各地。”董仁杰说。