三分鐘看懂中國霧霾的成因、危害和解決方案

霧霾是指各種源排放的污染物（氣體和顆粒物如CO、SO2、NOx、NH3、VOCs、PM），在特定的大氣流場條件下，經(jīng)過一系列物理化學(xué)過程，形成的細(xì)粒子，并與水汽相互作用導(dǎo)致的大氣消光現(xiàn)象。大氣污染中涉及到的顆粒物，一般指粒徑介于0.01～100μm的粒子，PM2.5是指空氣動力學(xué)直徑小于或者等于2.5微米的大氣顆粒物（氣溶膠）的總稱，學(xué)名為大氣細(xì)粒子。PM2.5組成極其復(fù)雜，幾乎包含元素周期表所有元素，涉及30000種以上有機和無機化合物（包括硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽、有機物、碳黑、重金屬等），真是“小粒子、大世界”。PM2.5直接排放少，以排放源一次排放的氣體通過物理和光化學(xué)過程生成的二次粒子為主。

2.霧霾對氣候、環(huán)境、人體健康均有較大影響

霧霾中PM1~2.5影響較大，PM2.5~10即出現(xiàn)沙塵。霧霾造成氣候、環(huán)境、健康等方面的負(fù)面影響：

PM2.5濃度的增加可能是極端天氣事件增加的原因。PM2.5影響大氣輻射平衡，導(dǎo)致地面越來越冷、大氣越來越熱，嚴(yán)重影響區(qū)域和全球氣候變化，可能加劇區(qū)域大氣層加熱效應(yīng)、增加極端氣候事件。

細(xì)粒子污染是全球性重要環(huán)境問題之一，從1975年以來全球范圍內(nèi)，除歐洲以外，細(xì)粒子濃度都在明顯上升。PM2.5濃度的增加會引起城市大氣酸雨、光化學(xué)煙霧現(xiàn)象，導(dǎo)致大氣能見度下降，阻礙空中、水面和陸面交通。

霾含濕度比較高，可以直接傳染細(xì)菌和病毒。PM2.5又稱為可入肺顆粒，能夠直接進入人體肺泡甚至血液系統(tǒng)中，直接導(dǎo)致心血管病等疾病。PM2.5的比表面積較大，通常富集各種重金屬元素和有機污染物，這些多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，危害極大。PM2.5污染會增加重病及慢性病患者的死亡率，使呼吸系統(tǒng)及心臟系統(tǒng)疾病惡化，改變肺功能及結(jié)構(gòu)，改變?nèi)梭w免疫結(jié)構(gòu)。中科院研究已經(jīng)基本證明大氣污染與呼吸道疾病死亡率正相關(guān)。北京市近年肺癌患病率顯著提高，2012年平均每天確診104個肺癌病人。對廣州市肺癌致死率與灰霾關(guān)系的研究表明，考慮7年滯后期，肺癌致死率和氣溶膠消光系數(shù)的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.97。

3.霧霾90%來自人類經(jīng)濟社會活動

約10%的霧霾是自然排放，其他近90%來自人為排放，直接來自人類的經(jīng)濟社會活動。對北京2013年1月五次強霾污染分析得出，大氣污染物包括有機碳、元素碳、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、揚塵等。硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽是基于一次排放的二氧化硫（SO2）,
氮氧化物（NOx）和氨氣（NH3）氣體經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成。揮發(fā)性有機物（包括來自烹飪源的油煙型有機物、來自于汽車尾氣烴類有機顆粒物、來自光化學(xué)反應(yīng)的氮富集有機物、和從北京周邊輸送過來的氧化型有機顆粒物），在大量二氧化硫和氮氧化物的作用下發(fā)生反應(yīng)，向二次有機氣溶膠轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生更加具毒性的細(xì)顆粒污染物。它們是上世紀(jì)中期美國南加州光化學(xué)煙霧的主要成分。

這些污染物都和人類的生產(chǎn)和生活活動息息相關(guān)。對北京PM2.5排放源分析發(fā)現(xiàn)燃煤、機動車為最主要來源。

北京年平均PM2.5排放中，燃煤占26%，機動車19%，餐飲11%，工業(yè)10%。1月的強霾中，北京機動車排放貢獻(xiàn)最大，占25%，其次為燃煤19%和外來輸送19%；京津冀地區(qū)的主要污染來源則是燃煤34%、機動車16%和工業(yè)15%。此外，河北和天津地區(qū)的燃煤、化工、重金屬冶煉都是重金屬污染的來源。北京城市大量的機動車排放是造成NOx大氣濃度上升的原因，也是硝酸鹽同步上升的原因之一。白天NO2濃度出現(xiàn)高值，并同步出現(xiàn)硝酸鹽濃度高值，但北京機動車NOx排放造成的危害遠(yuǎn)非生成了無機硝酸鹽，更可怕的是生成了大量的含氮有機顆粒物。白天生成的硝酸鹽夜間在高濃度SO2和硫酸鹽的作用下向致癌物亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化。

4.北京強霾有天氣條件、周邊沙塵、局地排放、大氣環(huán)流等主要成因

天氣原因主要包括靜風(fēng)穩(wěn)定天氣加上高濕、混合層薄、逆溫強度大等氣象條件。受低壓輻合或均壓場的影響，天氣系統(tǒng)較弱，近地面大氣穩(wěn)定，風(fēng)速較小，并以弱偏南風(fēng)為主，濕度較大，且逆溫層厚度大（500m-1km）、強度強（逆溫溫差5~10℃），進一步阻礙了空氣對流，導(dǎo)致區(qū)域和局地排放的污染物迅速累積，空氣污染嚴(yán)重。

近周邊沙塵區(qū)域輸送，京津冀近周邊的沙塵層引發(fā)污染，輸送至本地，與本地的污染大陸性氣溶膠混合，加重污染；

局地排放，包括：一是大量機動車排放造成硝酸鹽上升；二是周邊輸送來的燃煤SO2排放造成硫酸鹽上升；三是光化學(xué)產(chǎn)物、局地烹飪、汽車尾氣等造成的揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化為二次有機氣溶膠；

大氣緯向環(huán)流和氣候變化導(dǎo)致的北半球平流層升溫，使污染物向北半球中緯度區(qū)域聚攏，使中國區(qū)域大氣污染程度加劇。

5.中國霧霾成因有季節(jié)性變化

在春季，遠(yuǎn)程沙塵輸送、局地?fù)P塵、城市酸性氣體和空氣中較多的水分也會方便霾的形成。

在夏季，高溫、高輻射氣候加上高濕天氣會促進污染物的光化學(xué)反映和吸濕性增長。

在秋季，白天強烈輻射和高溫會加速光化學(xué)氣粒轉(zhuǎn)化，而早晚低溫和高濕在穩(wěn)定的天氣系統(tǒng)中容易導(dǎo)致霾污染事件。

在冬季，北方的采暖加上穩(wěn)定的大氣邊界層結(jié)構(gòu)和較低的混合層高度很容易導(dǎo)致霧霾現(xiàn)象。

6.中國的霧霾污染比倫敦霧霾事件和洛杉磯光化學(xué)煙霧事件更為復(fù)雜和嚴(yán)重

2013年1月京津冀共計發(fā)生五次強霾污染過程。北京共計22天PM2.5超過國家2016年二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3），27天超過國家一級標(biāo)準(zhǔn)，只有4天晴好天氣（日均值35μg/m3）。
PM2.5小時最高值達(dá)到680μg/m3。天津共計21天PM2.5超過國家2016年二級標(biāo)準(zhǔn)，只有5天晴好天氣。石家莊共計26天PM2.5超過國家2016年二級標(biāo)準(zhǔn)，只有1天晴好天氣，兩個城市PM2.5小時最高值超過690和1000μg/m3。京津冀背景地區(qū)興隆的PM2.5共計6天超過國家2016年二級標(biāo)準(zhǔn),
北京及京津冀空氣污染形勢十分嚴(yán)峻。長三角及珠三角空氣污染形勢同樣十分嚴(yán)峻。

太行山東麓、燕山北麓的京津冀區(qū)域最為嚴(yán)重。以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)甚至在全球都領(lǐng)先的北京為例，北京地區(qū)的霧霾情況遠(yuǎn)比1952年的倫敦霧霾事件、美國四五十年代洛杉磯光化學(xué)煙霧事件復(fù)雜和嚴(yán)重。北京地區(qū)空氣中每立方米中有近20毫克氣固體污染物，1952年的倫敦每平方米也只有四毫克，如此算來，北京地區(qū)750平方公里，高度300米的大氣范圍大約有4000噸污染物。洛杉磯光化學(xué)煙霧中主要是汽車尾氣中的烯烴類碳?xì)浠衔锖投趸∟O2）排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，原有的化學(xué)鏈遭到破壞，形成新的含劇毒的光化學(xué)煙霧,主要是以臭氧為代表。北京現(xiàn)在具有類似的情況。此外中國還大范圍存在沙塵暴，而沙塵的存在又會加劇霧霾過程的化學(xué)反應(yīng)。

7.局地排放和周邊輸送增加了大氣污染物控制和治理的難度，北京不可能單獨治理霧霾問題

以北京大氣灰霾溯源為例，北京PM2.5大約30~40%來自原始排放，20~30%來自大氣中的光化學(xué)轉(zhuǎn)化，30~40%來自區(qū)域輸送。北京治霾要“三分之一靠天氣，三分之一靠自己，三分之一靠周邊”。北京本地排放主要包括大量機動車排放造成的硝酸鹽、光化學(xué)作用產(chǎn)物、局地烹飪和汽車尾氣等排放的揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化為二次有機氣溶膠。而280m高空的SO2濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于8m的濃度分析表明，北京SO2來源于周邊燃煤排放帶來的硫酸鹽輸送。局部區(qū)域氣候條件分析，北京城區(qū)大量污染物通過低空氣團來自于東南方向的近距離輸送。京津冀近周邊的沙塵層輸送至北京，與本地的污染性氣溶膠混合后加重污染。

因此，北京市雖然能努力降低自身大氣污染物的排放，卻無法解決周邊污染物排放與傳輸。對北京霧霾有直接重大影響的除了本地的汽車尾氣之外，還有天津的工業(yè)廢氣氣團和河北的燃煤排放。

8.霧霾可以提前預(yù)測預(yù)警并緩解

對大氣污染物跟蹤檢測表明，北京奧運會時段的大氣污染物粒子非常少，PM1~2.5不足50ug/m3。單雙號和黃標(biāo)車限行可將PM1~2.5控制在100ug/m3以下，而在汽車未限行時段這一數(shù)據(jù)可達(dá)200ug/m3。同樣對今年1月份的第四次強霾過程分析表明，汽車排放的氮氧化物和燃煤排放的硫化物貢獻(xiàn)超過100ug/m3，占當(dāng)時污染物濃度的一半。這些情況說明，在容易起霾的靜穩(wěn)、逆溫氣候條件下，考慮外來污染物的大氣環(huán)流，可以通過提前預(yù)測預(yù)警來加強局地污染控制，減輕北京等地區(qū)的大氣污染。今年1月份的5次強霾事件可以通過預(yù)警和臨時防治措施減緩3次。

9.從霧霾污染成因出發(fā)，有如下防治建議

根治霧霾污染需政治智慧。正像聯(lián)產(chǎn)承包、分產(chǎn)到戶解決了我國改革開放初期的農(nóng)業(yè)發(fā)展問題，經(jīng)濟特區(qū)解決了改革開放初期的工業(yè)商業(yè)發(fā)展問題，一國兩制解決了香港和澳門問題一樣，根治大氣需要在國家管理體制上要有所創(chuàng)新，有所突破。

必須實施區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。京津冀地區(qū)同處一個氣候帶，形成一個大的污染團，根治大氣污染需要區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。這需要突破現(xiàn)有以行政單位各自為政的管理制度。歐共體協(xié)同治理酸雨和大氣污染，美國南加州聯(lián)防聯(lián)控遏制光化學(xué)大氣污染都是成功的范例。可以考慮成立京津冀大氣污染聯(lián)防聯(lián)控委員會，將該區(qū)域作為大氣污染防治的試點“特區(qū)”。

防治霧霾要加強法治。僅靠政府部門、工廠企業(yè)和居民團體自覺自律維護大氣環(huán)境顯然不夠，要逐步制定落實相應(yīng)的法律規(guī)章，依法治污才有可能長治久安。具體來說，要強化電廠脫硫脫銷的監(jiān)控，避免三天打魚兩天曬網(wǎng)的不徹底現(xiàn)象。同時應(yīng)建立第三方數(shù)據(jù)檢測，加強管理油品質(zhì)量。

要制定多種污染物減排的一攬子計劃，加強污染物協(xié)同控制。僅降低PM2.5是不夠的，應(yīng)減排所有的污染氣體與顆粒。不能只關(guān)注硫化物減排，氨氣的減排也很重要。由于PM10（粒徑小于10μm的顆粒物）濃度逐年下降，而PM2.5濃度高居不下，區(qū)域大氣污染控制應(yīng)以細(xì)粒子減排和多種污染物聯(lián)合控制為主，并在源頭上控制CO、SO2、NOx，VOCs和NH3的排放。在電力行業(yè)，同時控制SO2、NOx、VOCs及粉塵有助于降低污染治理成本。

一次污染源控制要各有側(cè)重。首先要從源頭控制，大力消減PM2.5形成前的主要氣態(tài)物SO2、NOx、CO、NH3和VOCs的排放?？刂芐O2的重點在工業(yè)、采暖和燃煤電廠。NOx的控制重點依次為機動車、燃煤電廠和工業(yè)。CO的控制重點依次為機動車工業(yè)和燃煤電廠。VOCs應(yīng)以機動車、無組織（餐廚、干洗店等）排放和工業(yè)為主。另外，北方城市的冬季由于受到大規(guī)模燃煤采暖的影響，SO2、NOx、CO、PM較非采暖期相比，呈上升趨勢，應(yīng)在冬季采暖時段加強對這些污染物的控制，而VOCs則在全年都要控制。

區(qū)域源控制應(yīng)以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和調(diào)整為重。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，加大第三產(chǎn)業(yè)比例，降低高能耗第二產(chǎn)業(yè)比例。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局方面，盡量將高污染企業(yè)遷至區(qū)域的下風(fēng)場地區(qū)或高海拔地區(qū)，這有利于一次污染物的擴散和沉降。同時加強環(huán)保監(jiān)管措施，控制新排放源的加入。

霧霾治理要科學(xué)先行。由于我國的PM2.5來源復(fù)雜，形成原理不清，觀測分析設(shè)備落后，難以制定科學(xué)合理的治理方案。此時，切勿盲目采用國外監(jiān)測技術(shù)及照搬國外調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)抓緊時間進行基礎(chǔ)研究，加大科學(xué)投入，并根據(jù)科學(xué)研究結(jié)果制定出一套詳盡完備的PM2.5減排控制方案。

霧霾治理需要公眾參與。公眾行為是面源強度大小的最重要控制因子，首先是所有公民整體素質(zhì)的提高，小到餐飲出行，大到擇業(yè)置產(chǎn)，都到要考慮到盡量減少污染排放。只有全社會每個人都從自我做起，從點滴小事做起，才有可能保障我們有干凈的空氣呼吸。

在這場沙龍上，還有近三十位來自國家發(fā)改委、環(huán)保部、財政部、能源局、中財辦、國務(wù)院發(fā)展研究中心、中科院、神華、中石油、中海油、中國汽車技術(shù)研究中心、中歐聯(lián)合投資基金等機構(gòu)和企業(yè)的專家，共同就當(dāng)前霧霾問題的嚴(yán)重性、背后原因和解決方案進行了熱烈的討論，討論結(jié)果總結(jié)如下：

1.霧霾問題是中國環(huán)境破壞的警世鐘

此次強霾污染應(yīng)引起深刻反思，拷問全中國的發(fā)展模式。嚴(yán)重的空氣和水土污染是中國工業(yè)化帶來環(huán)境破壞的警世鐘，環(huán)境問題已經(jīng)成為中國發(fā)展的攔路虎。應(yīng)將此視為倫敦毒霧、日本工業(yè)污染、美國洛杉磯光污染事件之后第四次大型環(huán)境事件。健康是人的第一權(quán)利和生存的第一條件。持續(xù)得不到根治的霧霾污染將否定中國改革開放所帶來的經(jīng)濟和政治成果。

2.環(huán)境修復(fù)與治理革命比能源革命更為緊迫

十八大提出的推動能源生產(chǎn)與消費革命主要是基于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面的考慮。能源革命是手段而非目的。在中國，環(huán)境修復(fù)與治理革命比能源革命更為緊迫。

3.治理霧霾要跳躍式將環(huán)境保護上升到道德的高度

不能僅依靠行政手段，要提升全民道德水平。應(yīng)像日本和歐洲一樣，將環(huán)境保護上升到社會道德高度，讓任何破壞環(huán)境的人和企業(yè)成為譴責(zé)與監(jiān)督的對象。這樣的全面參與才能打贏環(huán)境治理的戰(zhàn)爭。

4.要重視榜樣的作用

中南海和高層國家機關(guān)落實零排放，給地方和企業(yè)做出表率。建議使人民大會堂、中南海等標(biāo)志性國家機構(gòu)的運行達(dá)到污染物零排放。

5.新的國家治理要主抓精細(xì)化執(zhí)法與管理

中國經(jīng)濟粗放發(fā)展的背后，是制度與管理的粗放。法律的尊嚴(yán)在于執(zhí)行。同樣，再好的制度缺少管理都是空話。中國國家治理不能只講改革，而是要在改革的基礎(chǔ)上，抓好精細(xì)化執(zhí)法與管理。應(yīng)將環(huán)境精細(xì)化執(zhí)法與管理列為與改革開放一樣的大事，像抓計劃生育一樣去落實。

6.不能光依賴行政手段，還要利用經(jīng)濟手段，使減排變得有利可圖

火電廠的除塵、脫硫、脫硝技術(shù)都已成熟，但在煤電價格倒掛使得電廠虧損的情況下，火電廠不具備在環(huán)境治理上的投資能力。同樣，中國進口原油的品質(zhì)越來越差而油品在環(huán)保方面的要求越來越高，需要對煉廠進行升級改造，而在因國家對成品油價格控制導(dǎo)致煉廠虧損的情況下，煉廠本身也沒有能力來投資減排設(shè)備。電力與成品油價格改革也應(yīng)該是霧霾治理的一個重要舉措。

7.推行“誰污染誰買單”的政策，加強行政執(zhí)法

同時嚴(yán)格財務(wù)監(jiān)督，做到專款專用，不能把企業(yè)污染治理的成本轉(zhuǎn)嫁到百姓身上。在“污染收費”方面，發(fā)達(dá)國家有很多值得我們參考的經(jīng)驗，譬如，英國倫敦市政府早在2003年就開始對進入市中心的私家車征收“擁堵費”，而這部分收入全部用來改善公共交通。

8.霧霾治理要協(xié)同區(qū)域生態(tài)圈規(guī)劃，明確聯(lián)防責(zé)任

環(huán)境保護要以生態(tài)圈來做規(guī)劃，而不能局限于行政圈。環(huán)境政策應(yīng)在全國總量控制的前提下，考慮各地的環(huán)境容量、承載能力和可接受成本等因素來區(qū)別落實，將全國性的政策地區(qū)化。區(qū)域之間的聯(lián)防聯(lián)控必須要建立在明確的責(zé)任基礎(chǔ)上，否則無法操作。

9.聯(lián)防聯(lián)控，不僅需要區(qū)域間聯(lián)合、城市群間控制，更需要打破行業(yè)壁壘

需要包括環(huán)保部、交通部、氣象局、工信部、衛(wèi)生部、發(fā)改委、科技部、大型國有能源公司等在內(nèi)的國家、省市各級部門平級之間的通力合作，轉(zhuǎn)變目前各自為戰(zhàn)的局面，切實做到相關(guān)數(shù)據(jù)充分共享、治理措施共同制定、排污執(zhí)法協(xié)作配合。

10.霧霾可以預(yù)警，但治理還要從根本出發(fā)

爆表型強霾可以通過預(yù)測預(yù)警、提前關(guān)掉污染源避免。但這只是暫時的措施，只能暫時消減排放，霧霾污染的治理需要治本。

11.要從城市治理角度治理霧霾

霧霾暴露了城市環(huán)境的惡化，要解決有以下措施：

促進城市能源清潔化，大力優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。全面落實煤改氣和煤該電，必須用煤的地方要加強污染控制；

城市交通減排。交通污染各種治理措施都要上，包括發(fā)展天然氣汽車和LNG載重卡車，推廣城市電動汽車；

關(guān)注城市周邊農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)的能源使用與污染排放，加強能源使用的科學(xué)性，減少排放。

12.煤炭領(lǐng)域的排放尤其要控制

煤炭曾是中國能源的立命之本，現(xiàn)在已經(jīng)成為環(huán)境污染的首要根源。能源消費總量控制要重點考慮煤炭消費總量控制和減排。煤炭不可能徹底清潔燃燒，但可以大幅度降低污染物的排放。措施包括：

要將煤炭消費總量和區(qū)域的環(huán)境承載能力結(jié)合，加強煤炭的清潔化利用。

在發(fā)電和非發(fā)電兩個領(lǐng)域控制煤炭燃燒的污染物排放，加強全過程管理。煤炭行業(yè)本身的開采、洗選、運輸、銷售過程排放很少，排放主要來自4個下游行業(yè)（鋼鐵、發(fā)電、建材和化工），一般工業(yè)鍋爐和民用。燃煤電廠的減排技術(shù)已經(jīng)成熟，關(guān)鍵是抓投資、抓落實。然而，只抓電力，不抓其他近50%的非發(fā)電用煤是不管用的。集中式發(fā)電好管，其他行業(yè)的分散污染源難管。對這些污染源，環(huán)保部門應(yīng)加強投入實習(xí)全過程監(jiān)管?；痣娦袠I(yè)的脫硫、脫硝、脫汞投資巨大，應(yīng)有合適的電價給予補償。

改變傳統(tǒng)思路和部署，鼓勵南方地區(qū)從國外進口煤炭，避免長距離運輸。同時要加強進口煤含硫量監(jiān)管，制定準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。

13.大力發(fā)展天然氣

天然氣是改善中國能源結(jié)構(gòu)的最重要抓手，只有天然氣能規(guī)模化地替代煤炭。在國內(nèi)常規(guī)和非常規(guī)天然氣開發(fā)近期還不具大規(guī)模替代煤炭的能力的前提下，要多進口天然氣，加速東西伯利亞的俄氣來到中國。

14.提升油品質(zhì)量，推進更嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的實施，嚴(yán)格控制機動車保有量

油品質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)不匹配的問題已成為霧霾中氮氧化物排放的主因。大型城市應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況，積極推進早日實施更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)機動車保有量的有效控制。

15.治理霧霾人人有責(zé)，要中央給壓力、地方來推動、全民都參與

霧霾問題顯示了中國環(huán)境、資源、土地、生活消費的全面“透支”。霧霾同時也不是一個孤立的問題，需要系統(tǒng)化、體系化、常態(tài)化的長期努力來加以解決。要有中央、地方、社區(qū)、行業(yè)、企業(yè)、民眾五個層面的全面參與。任何一個層面的缺席，特別是老百姓的積極參與，都很難保證治霾工程的成功。