问诊北京雾霾

沈聪

大气污染防治是北京发展面临的突出问题。为此，本刊记者专访了中科院“大气灰霾追因与控制”项目组报告执笔人、中科院大气物理研究所研究员王跃思，请他从专业的角度为我们解读北京的雾霾之源与科学的治理之策。

气候和地形原因是不能改变的客观因素

记 者：近期，北京连续数次出现了严重的雾霾天气。就北京市而言，严重雾霾的成因何在？是否涉及自然、社会、人为原因都有？

王跃思：全球气候变化是我国东部地区雾霾增多的原因之一。全球变暖，高纬度地区气温升高得快，低纬度地区气温升高得慢，高纬度大陆与低纬度海洋之间温差变小，造成北京及京津冀区域冬季偏北风减小、而夏季偏南风加强，区域污染不易因北风而水平扩散，但更易因偏南风向山前的京区聚拢。另外，污染物在大气中已有一定存量，就会散射掉部分太阳光使其不能达地面，地表被加热程度大不如从前，减弱了空气垂直方向的污染物对流扩散。两方面原因造成京津冀区域经常出现“静稳”天气，污染物“横”“竖”都难以扩散，霾污染频繁出现在所难免。

北京晴好天气，混合层的高度可以达到两三千米，对流扩散可将近地面排放的污染物充分稀释，使人感觉不到空气污染的存在；而在静稳天气下，混合层的高度有时只有二三百米，相当于晴好天气的十分之一，污染物扩散的空间被压缩了10倍，就相当于几个人在屋顶20-30米的大礼堂中抽烟不觉得呛，但改到屋顶只有2-3米的小会议室里抽烟感觉到很呛人一样。大气混合层高度低，地面污染源排放又多，污染物便被死死地闷在了高楼大厦林立的城市中。

污染物一旦开始聚集，就有可能加剧，原因是空中的霾污染进一步阻挡了阳光照射到地面，地面就会变得更冷，近地面空气就会因密度加大变得更沉；而上层大气就会耗散掉部分阳光而变得更热、更轻。地面冷、空气重，上面热、空气轻，就形成了“逆温”，导致本来就小的垂直风速变得更小，城市排放的污染物都悬在半空中，把太阳光都遮掉了，阳光没了，“阴霾”显现。原来北京沙尘过去就是蓝天，早晨有雾，邻近中午就散了；而我们这几年看到的现象就是，污染一旦发生就持续好几天，除非下大雨或刮大风。北京一旦没有风，超不过两天，污染就一定会来，都是上述的两个原因造成的。此外，城市中越建越多的高楼大厦，也挡住了要吹散雾霾的风。

今后二三十年，这样的天气很可能成为常态。就我国中东部地区而言，冬季风（西北风）越来越弱，夏季风（东南风）越来越强。气象条件越来越不利于京津冀城市污染的扩散，易聚难散的地形条件无法改变，治理区域大气污染只能是区域联合“源头减排”。

北京大气灰霾污染主要“形成”于周边工业燃煤污染排放输送，“加强”于本地机动车交通污染排放

王跃思：北京地形三面环山，一面朝向渤海湾，因此较易受偏南风向影响，而北京的南向、西南向、东南向多有钢铁企业、化工企业和大型燃煤发电厂。我们的团队在题为“大气霾污染观测系统”的报告中介绍过，通过对大气霾污染观测结果分析，北京大气重霾污染事件主要“形成”于周边工业燃煤污染排放输送，“加强”于本地机动车交通污染排放（包括交通道路扬尘）。也就是说，二者的叠加造成重霾污染PM2.5的超高浓度。燃煤污染排放主要来源于河北东部、南部和天津西北部；本地机动车主要指白天城区拥堵的汽车和夜间进出北京的重型燃柴油卡车。

这是有严格的科学根据的。在我们2013年1月的监测数据中，北京城区大气二氧化硫的峰值达到了180微克/立方米，而在相同时间段天津二氧化硫浓度是300微克/立方米，石家庄则是600微克/立方米。周边燃煤污染对北京的扩散势头是显而易见的。另一个依据，夏季北京五环内很少燃煤，为什么在中午会出现二氧化硫峰值？我们比对数据发现，北京城区白天空气中二氧化硫出现高值，少部分来自于局地排放，大部分来自于周边高架源输送。原因在于，北京的高空二氧化硫浓度高于地面，白天强烈的对流输送将高空二氧化硫输送到地面，造成北京地面空气二氧化硫浓度上升。夜间对流终止，二氧化硫在高空易被氧化转化成为硫酸盐颗粒。白天时混合层高度相对晚上要高，扩散条件也优于夜间，但是二氧化硫浓度却出现了一天中的峰值，北京常年观测的结果发现，在300米的高空中二氧化硫的浓度总高于地面二氧化硫的浓度，说明二氧化硫大部分来自高空对流输送，而PM2.5中大部分硫酸盐也不是北京排放二氧化硫转化的。

周边输送1-2小时就可造成北京污染出现第一高台，PM2.5一般可达到150微克/立方米，在紧接着的24小时之内，这一污染物浓度数据就会被本地的污染源排放加强到350-450微克/立方米。这种恶性循环只能等到有显著的天气过程，大风、大雨或夏季的强对流天气，才能终结。目前，北京老百姓最喜欢的就是西北风。

治理雾霾，京津冀地区要脱硫脱硝和除尘

记 者：北京雾霾的成分是什么？弥漫在空气中的污染物有哪些来源？我们该如何对症治理？

王跃思：全球的污染颗粒物成分都包括硫酸盐、硝盐、铵盐、有机物、黑炭、海盐、扬尘等七类。在科学界，京津冀地区的污染来源没有太大争议。工业及取暖燃煤、机动车及相关产业、重化工和扬尘是前四大污染源，其他还有农牧业的氨气排放、季节性秸秆燃烧、大城市的餐饮业和居民餐饮源、建筑尘和装修溶剂挥发等。但目前，前四大污染源是京津冀地区重霾污染的主要来源。

因此，北京治霾首要的是要降低大气中PM2.5浓度，具体措施就是在燃煤过程中按照国家环保标准脱硫、脱硝、除尘；全面提高燃油质量，疏通路面交通，减少白天汽车拥堵和夜间柴油车进京引起的污染物过量排放。

机动车为目前北京城市的主要污染源，需要分车、油、路三个层次理解。虽然北京的机动车保有量大概在500万辆，有人说东京这样的国际特大城市机动车保有量在1500万辆，但是机动车堵在路上，污染物排放就是正常行驶的5-10倍。北京市重点要解决机动车道路拥堵问题，向日本、荷兰和美国等人口密集的大城市学习，大力发展地铁、有轨电车、自行车等公共和绿色交通。要高度关注柴油车排放和油品质量。燃油中的烯烃、苯系物和多种不明添加剂的偏高，是造成北京机动车污染物直接排放比发达国家高3-4倍的重要原因，提高汽油质量，全面升级柴油，北京及京津冀的大气污染就会有一个显著下降。

我们的研究结果确定，在不利的气象条件下降低近期北京地区强霾污染发生频率和强度，需要提前1-2天限制北京、河北、天津、山东及河南的燃煤污染排放，减少京津冀重化工企业污染排放和减少强污染时段北京市机动车出行量。

京津冀地区应重点控制工业燃煤过程，在加强煤电厂脱硫和除尘的同时，要大力完善其脱硝技术，提高脱硝效率；而粗钢、水泥、平板玻璃和重化工等行业必须全面上马脱硫、脱硝和除尘技术设备，并从管理上痛下决心，确保脱污达标，一管到底。开始研究制定挥发性有机物、氨和重金属的使用脱除技术，并尽早开始实施对上述污染源的控制。

北京及京津冀不对区域内大大小小所有的污染源实现有效控制，空气质量在今后20年内就无法达标。这是由我们所处区域的人口基数、气象及地形条件和城市化规模等难以调控的要素决定的，短期行为难以奏效。

政府、企业和公众都要积极应对

记 者：在发达国家的工业发展阶段，也曾爆发过大范围的雾霾问题。但是这一问题对北京的发展来说，还是来得有点早了。您是怎样的观点？

王跃思：北京等大城市发展过速，没有做好经济发展的环保准备，不得不走上了发达国家先污染后治理的老路。跑得太快，环境治理的技术准备、环境容量的变化预估都有点跟不上，因此政府需要加强和科技部门的联合，加强业务部门的管理和监管力度；企业要把污染控制放在首位，自觉自律上马脱污设施，并确保正常运行，自觉接受环保部门检查和公众监管；公众首先应有社会责任感，除了管好自己和家庭不乱排污染物，更重要的是督促政府和监管企业，尽一个公民应尽的义务。

记 者：在区域性复合型大气污染面前，任何一个地区都不可能独善其身。北京市已意识到，建立大气污染防治协作机制对于京津冀及周边地区治理大气污染至关重要。如何实现京津冀等地区的大气污染防治协作长效机制？

王跃思：治理雾霾要全国上下一盘棋、全国上下一条心。政府机关、业务部门和科研单位要分工合作、共享数据。

大气污染治理无法单凭一个地方政府的努力来完成，需要区域联防联控。联防联控需要充分依靠科学。京津冀地区首先要摸清底牌、确定基线，对所有种类污染源排放的化学成分进行全面测算，以便长远规划、分步实施。

这不能仅是一句口号，地方政府间联防联控要有具体的实施方案，这个方案需要一个顶层设计。以京津冀为例，北京和天津嵌在河北省之中，大气PM2.5污染还受到山西、河南、山东和内蒙古的影响。建议由中央负责牵头，各省市一把手参与，组建一个不受地方干涉的空气质量管理委员会。借鉴欧洲治理酸雨和美国南加州治理光化学烟雾的经验，区域空气质量管理委员会要有环境监管权、执法权和固定的资金来源，同时接受各级政府部门和人民群众的监督。

记 者：除了靠政府、科研院所、企业等，应对雾霾，我们每个首都市民又能做些什么？

王跃思：我们要彻底解决污染，政府和企业应做更多的事情，同时要加强公众科普，提高全民环保意识，特别是公民的社会责任感。作为普通公民，第一件事是管好自家汽车，及时检修或更换汽车尾气净化装置，确保污染排放达标。第二件事是要管好自家油烟。油烟成分在北京市区PM2.5中所占的比例为5-10%，这是一个很高的比例。因此，餐饮炊事活动要将油烟排进公共烟道，由市政统一处理。如果发现公共烟道不通或是没有公共烟道，要及时上报市政相关部门解决，切不可将餐饮烟气直接排到室外。第三件事是要尽量要绿色出行，污染天尽量乘公交、骑自行车或步行到达工作单位。第四件事情，也是最重要的一件事，公众要对自由呼吸新鲜空气有诉求，遇到不合格的污染源排放，不管是谁，都要取证并向环保部门和政府部门及时举报。只有上下一心，视污染为共同的敌人，不为经济利益而污染环境，我们才能在不远的将来自由呼吸到新鲜的空气。