北京灰霾、倫敦煙霧與洛杉磯煙霧
前天白巖松在央視《新聞1+1》中，用“倫敦煙霧”來與最近北京的天氣作比較，“我今年去過一趟倫敦，顯然跟霧都已經(jīng)毫無關系了，可能霧都更屬于我們的某些城市了。”這話可能點中了大家的痛處。但細推敲起來，這種比較并不妥當。今年北京等地的空氣污染問題，和1950年代及以前的“倫敦煙霧”，以及1960年代的“洛杉磯煙霧”都有很大區(qū)別。
“倫敦煙霧”緣于工廠煙囪和民用取暖直接排放的黑煙，主要是一次污染物，如二氧化硫（SO2）等氣體和煙塵等。又遇地面逆溫等惡劣的擴散條件和陰濕氣象條件，形成嚴重污染和霧霾，對人們健康危害非常大——1952年曾在4天內(nèi)造成超過4000人死亡。而北京目前重污染的工廠已搬走，取暖已集中供熱，煙囪高度也已升高，除塵設備運行較好，地面污染整治已經(jīng)見效。
在我看來，這次北京的灰霾主要是二次污染。其來源可以是發(fā)電廠、工業(yè)過程和汽車尾氣排放，但主要部分很可能是由氣態(tài)污染物二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOX）在空氣中轉化而成的。這種轉化來的硝酸鹽和硫酸鹽是細粒子（PM2.5，即大氣中直徑小于2.5個微米以下的粒子，也稱氣溶膠，它的直徑還不到人頭發(fā)絲粗細的1/20）的主要成分，因此也稱“二次污染物”。主要成分為硝酸鹽和硫酸鹽的細粒子吸濕性強，遇到穩(wěn)定大氣和陰濕氣象條件時，濃度升高，吸收水汽，增大體積，影響入射光的散射，造成能見度問題，散射越嚴重，發(fā)生散射的區(qū)域看來越灰暗，因此呈“灰色”。北京近期的霧霾污染主要是對能見度產(chǎn)生影響，車行、航空和水運受到很大影響，可能導致嚴重交通事故。而對人體健康，主要是心理影響，由于PM2.5濃度升高，可能增加呼吸道疾患發(fā)生，但不至于導致嚴重健康損害，決不至于造成多人死亡的結果，北京市民大可不必擔心。
北京現(xiàn)在機動車擁有量約為500萬輛，和1960年代美國洛杉磯市相當，但這次北京灰霾與“洛杉磯煙霧”也大有不同。洛杉磯煙霧是光化學煙霧，研究發(fā)現(xiàn)主要是由汽車排放的NOX在陽光照射下，發(fā)生光化學反應造成。光化學煙霧中除NOX等污染物外，主要含臭氧和醛類物質(zhì)等，也有細顆粒物。對人體呼吸系統(tǒng)也有直接影響：嗆人、眼睛刺激等。北京因為機動車多，現(xiàn)在也有光化學煙霧問題，應引起重視。但是，北京近日的霧霾，沒有明顯強烈的光照，也缺乏其他一些必要條件，因此不是光化學煙霧。
有衛(wèi)星遙感圖像顯示，京津冀地區(qū)、華東、華北和四川地區(qū)，是全世界PM2.5分布最嚴重的地區(qū)之一。注意：那張遙感圖是2005年-2007年的平均狀況，說明北京地區(qū)的細粒子污染問題早就存在了（那時汽車還沒有那么多）。那么，為什么突然在今年10月以來，形成了灰霾事件？問題的答案在氣象條件上。北京市很可能近期遭受了不正常的高相對濕度過程（需要氣象專家認可），且氣流穩(wěn)定不利于擴散。形成利于細粒子吸濕性組分吸濕、增長，造成10月底的灰霾。近幾天的大霧，也可能與此相關：霧霾是可以轉換的，充足的水汽可能把霾轉換為霧，吸濕性細粒子仍然可能是元兇。
PM2.5的主要吸濕性組分，硫酸鹽和硝酸鹽是哪里來的呢？許多說法是機動車。北京500萬輛，上海230萬輛，廣州200萬輛出頭。對于大范圍的灰霾和PM2.5污染，把機動車尾氣說成是細粒子的主要來源不合事實。例如，有人曾在遙感PM2.5濃度分布圖上疊加機動車擁有量超過200萬輛的大城市，該圖表明，PM2.5污染只和機動車尾氣有少量關系，主要不是來自機動車。
我國能源消耗的結構可以解釋中國的PM2.5嚴重污染區(qū)。眾所周知，我國消耗煤炭是世界第一，占總化石能源消耗的70%左右。國家環(huán)保部2010年大氣污染源的調(diào)查結果也表明，SO2排放的主要來源是燃煤電廠和民用，以及冶煉過程。同時，NOX的主要來源也有燃煤電廠，排放量甚至超過機動車！燃煤過程排放的SO2和NOX是大大超過了機動車排放NOX對細粒子污染，即灰霾污染的貢獻。這樣也可以解釋為什么2005年前后，那時機動車還不太多，我國各地灰霾卻發(fā)生十分嚴重，而且形成“城市群污染”；而2007年以后，因為國家剛性要求脫硫，取得成效，各地逐步出現(xiàn)灰霾次數(shù)減少的報道。以往沒有灰霾時，北京市民也在嚴重的PM2.5污染下生活，只不過是干的，而且看不見。
中國的特定能源結構將保持大量燒煤：天然氣和石油資源匱乏，水能開發(fā)幾乎已經(jīng)到了盡頭，而核能開發(fā)雖有空間，但也有安全疑慮。我們要和歐洲一樣干凈，難度很大，人家主要燒油、天然氣和核燃料。就國家而言，我國“燃煤型”污染還將持續(xù)相當長時間。國家在整治污染方面的持續(xù)努力，取得了明顯成效：PM10污染問題各地都有改善，地面SO2濃度都有降低，NO2濃度還不十分嚴重，這就是各地API（即我們現(xiàn)在常用的空氣污染指數(shù)）值顯得較低，即使發(fā)生了嚴重灰霾，API還會說“輕度污染”甚至“良”的原因。也就是說對從污染源直接排放的“一次污染物”的控制是有成效的。在這個意義上，可以說空氣質(zhì)量是在改善。光化學煙霧、酸雨和灰霾，都是“二次污染”，是大量燃煤和機動車增加造成的。必須嚴格和加強脫硫工作，嚴格落實和執(zhí)行國家“十二五”規(guī)劃中增加規(guī)定的減排NOX的要求，同時堅持嚴格機動車排放控制。這幾年，北京的地鐵系統(tǒng)發(fā)展迅速，希望公共交通得以進一步改善，減少機動車的使用，自然對空氣質(zhì)量的改善有幫助。（作者系同濟大學環(huán)境科學與工程學院教授，現(xiàn)已退休）
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