文 殷培紅

跨學(xué)科集成研究霧霾成因

文 殷培紅

希望能夠進(jìn)一步全面深入研究北京重污染天氣形成的原因，并需要開(kāi)放研究成果和必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，讓各類相關(guān)學(xué)科的外部專家和公眾評(píng)判，幫助北京市政府和北京市環(huán)保局進(jìn)一步完善問(wèn)題識(shí)別的結(jié)論。

北京市政府及有關(guān)部門、社會(huì)各界在治理京津冀大氣環(huán)境以及應(yīng)對(duì)重污染天氣的過(guò)程中，以壯士斷腕的決心，周密部署，依法依規(guī)，重資投入，采取了大量有益的治理和預(yù)防措施，取得了較好的效果。但是由于大氣環(huán)境的復(fù)雜性，首都空氣質(zhì)量的高度政治敏感性以及廣大人民群眾日益提高的環(huán)境需求，北京大氣環(huán)境治理及重污染天氣應(yīng)對(duì)工作還任重道遠(yuǎn)。為此，結(jié)合當(dāng)前科研和社會(huì)輿論中普遍熱議的兩個(gè)問(wèn)題，即重污染天氣形成的主要原因，究竟如何調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，提出如下建議。

集成研究

建議加強(qiáng)跨學(xué)科集成研究，進(jìn)一步全面深入研究北京重污染天氣形成的原因，為采取精準(zhǔn)應(yīng)對(duì)措施，降低應(yīng)對(duì)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)成本和科學(xué)決策提供可靠依據(jù)。

北京重污染天氣形成的原因復(fù)雜多樣，人為與自然原因交織，大氣的流動(dòng)性、人為排放及高密度城市群的環(huán)境特點(diǎn)及其與天氣氣候系統(tǒng)之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，極大地增大了準(zhǔn)確分析重污染天氣形成原因的難度，因此，特別需要開(kāi)展綜合、系統(tǒng)、跨學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)研究。如果對(duì)重污染天氣形成的主要影響因素沒(méi)有準(zhǔn)確識(shí)別，漏掉重要影響因素而導(dǎo)致治理和應(yīng)對(duì)決策戰(zhàn)略方向不正確，將使政府和社會(huì)的巨大治理投入效果大打折扣，難以有效實(shí)現(xiàn)改善大氣環(huán)境質(zhì)量、保障人體健康的良好愿景。尤其是在目前覆蓋所有重要污染源（包含重要生活源，如城市集中供熱的燃油氣鍋爐等）的多污染物大氣環(huán)境在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不夠完善、城市污染排放清單尚未建立，氣象數(shù)據(jù)與相關(guān)污染物濃度在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)空匹配性不足的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，得出的有關(guān)重污染天氣形成主要影響因素的結(jié)論，存在較大的不確定性，且與不同學(xué)科背景的專家以及公眾直覺(jué)判斷有所不同，引發(fā)各種質(zhì)疑。從通報(bào)稿中提供的源解析研究團(tuán)隊(duì)成員單位的不完全信息看，參與單位的學(xué)科代表性有所不足，因此，希望能夠進(jìn)一步全面深入研究北京重污染天氣形成的原因，并需要開(kāi)放研究成果和必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，讓各類相關(guān)學(xué)科的外部專家和公眾評(píng)判，幫助北京市政府和北京市環(huán)保局進(jìn)一步完善問(wèn)題識(shí)別的結(jié)論。

三點(diǎn)因素欠考慮

目前，針對(duì)大氣重度污染的成因，比較重要且需要補(bǔ)充考慮的因素和信息有如下三個(gè)方面。

首先，需要更多的關(guān)注重污染天氣，主要是霧霾形成的天氣和氣候因素。因?yàn)椋镔|(zhì)來(lái)源和氣象條件是霧霾形成的兩大不可或缺的因素，特別是以PM2.5為主要特征的重污染天氣形成，源解析的技術(shù)路徑不能僅僅從主要污染源的排放端以及大氣輸送通道等角度進(jìn)行源解析，而且還應(yīng)該同時(shí)考慮天氣和氣候因素。重污染天氣，尤其是霧霾天氣的形成，除了與污染物濃度有關(guān)以外，空氣濕度是一個(gè)重要因素，通常霧霾天氣形成的濕度要在70%以上。北京冬季正常天氣氣候條件下，平均相對(duì)濕度通常在30%至40%左右或以下。而2015年冬季，主要是11到12月，特別是重污染天氣發(fā)生時(shí)期，很多情況下相對(duì)濕度都在80%以上甚至是90%以上。這種濕度明顯異常，除了與近期是強(qiáng)厄爾尼諾年有關(guān)以外，不排除更多的人為原因，例如與北京大量使用天然氣采暖，天然氣燃燒排放大量水蒸氣有關(guān)。根據(jù)測(cè)算，每立方米天然氣燃燒會(huì)排放兩倍體積的水蒸汽，并且因?yàn)槿紵郎囟雀咚a(chǎn)生的氮氧化物含量有時(shí)會(huì)比燃煤還高。按照我國(guó)年天然氣燃燒產(chǎn)生的水蒸氣量超過(guò)3200億立方米，相對(duì)于向大氣排放水汽接近3億噸。再加上設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，北京很多燃?xì)忮仩t排放煙囪普遍低于燃煤排放煙囪，在靜穩(wěn)天氣條件下，大量水汽懸浮于低空大氣中，極大地增加了空氣中的水汽含量，增高了霧霾發(fā)生的概率。

第二，天然氣究竟是不是清潔能源。雖然眾所周知天然氣的主要成分是甲烷等烷類物質(zhì)，但通常都會(huì)含有10%左右或更多的其他雜質(zhì)，一般有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣和少量一氧化碳及微量的稀有氣體，如氦和氬等。根據(jù)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)（GB17820-2012《天然氣》）計(jì)算，有些天然氣硫含量甚至比國(guó)四油品還高。三類天然氣排放的總硫和硫化氫排放標(biāo)準(zhǔn)均為350mg/m3，一類天然氣則分別為60mg/m3和6mg/m3。為此，國(guó)外利用天然氣會(huì)根據(jù)其中有機(jī)硫化物和硫化氫等酸類雜質(zhì)含量，要求利用天然氣時(shí)必須先去除，而我國(guó)則沒(méi)有這些規(guī)定，燃?xì)忮仩t更沒(méi)有要求安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，這導(dǎo)致一些以天然氣為主要能源的城市，無(wú)法獲得準(zhǔn)確污染源排放濃度數(shù)據(jù)。

第三，北京燃煤（包括散煤）究竟是否應(yīng)作為治理大氣環(huán)境的重點(diǎn)，而繼續(xù)降低其使用比例，是否需要考慮能源供應(yīng)安全因素。北京的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)自2012年開(kāi)始，煤炭在北京的能源消費(fèi)總量中的比例就已經(jīng)不到30%了，近些年進(jìn)一步下降到百分之十幾。因此，可以基本判斷，即使包括城市熱力環(huán)流（郊區(qū)向市區(qū)輸送）因素，燃煤不應(yīng)是造成北京，特別是主城區(qū)重污染天氣的主要原因。此外，目前北京能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)單一化日趨明顯，油氣對(duì)外依賴程度已經(jīng)大大超過(guò)國(guó)際公認(rèn)的能源安全警戒線。此外，根據(jù)國(guó)際能源組織IEA幾年前就發(fā)布的三大化石能源耗竭期限的預(yù)測(cè)，煤炭耗竭時(shí)間最長(zhǎng)是150年，而天然氣耗竭時(shí)間最短不到50年。為此，國(guó)際能源組織及主要發(fā)達(dá)國(guó)家都在加強(qiáng)煤炭資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備和清潔利用技術(shù)研發(fā)，我國(guó)煤炭清潔技術(shù)也有不少相對(duì)成熟的技術(shù)儲(chǔ)備，但因種種原因而得不到很好的應(yīng)用轉(zhuǎn)化。在此特別提醒，2000多萬(wàn)人口的北京將能源供給維系在這樣一種能源上，是否合適，需要國(guó)家和政府進(jìn)一步論證做出明智選擇。

作者系民盟北京市委生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)專業(yè)委員會(huì)副主任、環(huán)保部環(huán)境與經(jīng)濟(jì)政策研究中心法規(guī)體制研究部副主任

責(zé)任編輯 郭隆