最近覆蓋大片中國土地的極端霧霾天氣敲響了中國環(huán)境治理的警鐘。國家各相關(guān)部門也在密集出臺文件，提高油品質(zhì)量，促進內(nèi)燃機節(jié)能減排，加強大氣污染物控制。中國的霧霾有多少源自于煤炭與石油的燃燒的貢獻？作為霧霾的主要排放源，能源領(lǐng)域在治霾工程上應(yīng)該有何作為？

2013年3月2日，北京國際能源專家俱樂部特邀中國科學院“大氣灰霾溯源”項目負責人、中科院大氣物理研究所王躍思研究員以“中國霧霾的能源成分與解決方案”為議題，做了“PM2.5，霾污染及調(diào)控”主題報告。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)共30余位專家出席并參加了討論。

王躍思博士對全國霧霾污染和北京強霾的成分、影響、成因、防治建議作了介紹，主要觀點總結(jié)如下：

1.霧霾的化學組成成分極其復(fù)雜。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)過一系列物理化學過程，形成的細粒子，并與水汽相互作用導致的大氣消光現(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，學名為大氣細粒子。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、健康等方面的負面影響：1）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，導致地面越來越冷、大氣越來越熱，嚴重影響區(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。2）細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、光化學煙霧現(xiàn)象，導致大氣能見度下降，阻礙空中、水面和陸面交通。3）霾含濕度比較高，可以直接傳染細菌和病毒。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)生更加具毒性的細顆粒污染物。它們是上世紀中期美國南加州光化學煙霧的主要成分。

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。1）天氣原因主要包括靜風穩(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，風速較小，并以弱偏南風為主，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，導致區(qū)域和局地排放的污染物迅速累積，空氣污染嚴重。2）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；3）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；4）大氣緯向環(huán)流和氣候變化導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致霧霾現(xiàn)象。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)中容易導致霾污染事件。在春季，遠程沙塵輸送、局地揚塵、城市酸性氣體和空氣中較多的水分也會方便霾的形成。

6.中國的霧霾污染比倫敦霧霾事件和洛杉磯光化學煙霧事件更為復(fù)雜和嚴重。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年二級標準（75μg/m3），27天超過國家一級標準，只有4天晴好天氣（日均值35μg/m3）。PM2.5小時最高值達到680μg/m3。天津共計21天PM2.5超過國家2016年二級標準，只有5天晴好天氣。石家莊共計26天PM2.5超過國家2016年二級標準，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年二級標準,北京及京津冀空氣污染形勢十分嚴峻。長三角及珠三角空氣污染形勢同樣十分嚴峻。

太行山東麓、燕山北麓的京津冀區(qū)域最為嚴重。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)的霧霾情況遠比1952年的倫敦霧霾事件、美國四五十年代洛杉磯光化學煙霧事件復(fù)雜和嚴重。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。洛杉磯光化學煙霧中主要是汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮（NO2）排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，原有的化學鏈遭到破壞，形成新的含劇毒的光化學煙霧,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濃度遠遠高于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超過100ug/m3，占當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：

1） 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。

2） 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)控遏制光化學大氣污染都是成功的范例?？梢钥紤]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)”。

3） 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。

4） 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。