华夏能源网注：经过了连续5天的严重雾霾，北京终于迎来蓝天，每个人似乎也新生了一次。雾霾暂时被吹走了，但人们内心的担忧甚至“恐惧”并未消散：下一次霾灾何时又来？
靠风治霾，把主动权交给老天显然不是长久之计。如何治理雾霾？其中一个业界共识的“手段”，是发展低碳经济，优化能源结构，降低石油和煤炭等化石能源的消耗占比。其中，京津冀的一个初步目标是，到2017年煤炭利用零增长甚至负增长。
那么，雾霾中到底有多少是源自于煤炭与石油燃烧的“贡献”？从雾霾污染成因出发，我们又能采取哪些有效的防治措施？以下文章梳理自“中国雾霾的能源成分与解决方案”研讨会，发言嘉宾为中国科学院“大气灰霾溯源”项目负责人、中科院大气物理研究所研究员王跃思。（文中观点不代表华夏能源网立场）。
雾霾是指各种源排放的污染物（气体和颗粒物如CO、SO2、NOx、PM），在特定的大气流场条件下，经过一系列物理化学过程，形成的细粒子，并与水汽相互作用导致的大气消光现象。
大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01—100μm的粒子，PM2.5是指空气动力学直径小于或者等于2.5微米的大气颗粒物（气溶胶）的总称，学名为大气细粒子。PM2.5组成极其复杂，几乎包含元素周期表所有元素，涉及30000种以上有机和无机化合物（包括硫酸盐、硝酸盐、氨盐、有机物、碳黑、重金属等），真是“小粒子、大世界”。
PM2.5直接排放少，以排放源一次排放的气体通过物理和光化学过程生成的二次粒子为主。
雾霾的破坏性影响
北京市近年肺癌患病率显着提高，早在2012年平均每天确诊104个肺癌病人。对广州市肺癌致死率与灰霾关系的研究表明，考虑7年滞后期，肺癌致死率和气溶胶消光系数的相关系数高达0.97。
雾霾中PM1—2.5影响较大，PM2.5—10即出现沙尘。
雾霾造成气候、环境、健康等方面的负面影响：
首先，PM2.5浓度的增加可能是极端天气事件增加的原因。PM2.5影响大气辐射平衡，导致地面越来越冷、大气越来越热，严重影响区域和全球气候变化，可能加剧区域大气层加热效应、增加极端气候事件。
再者，细粒子污染是全球性重要环境问题之一，从1975年以来全球范围内，除欧洲以外，细粒子浓度都在明显上升。PM2.5浓度的增加会引起城市大气酸雨、光化学烟雾现象，导致大气能见度下降，阻碍空中、水面和陆面交通。
最后，霾含湿度比较高，可以直接传染细菌和病毒。PM2.5又称为可入肺颗粒，能够直接进入人体肺泡甚至血液系统中，直接导致心血管病等疾病。PM2.5的比表面积较大，通常富集各种重金属元素和有机污染物，这些多为致癌物质和基因毒性诱变物质，危害极大。
PM2.5污染会增加重病及慢性病患者的死亡率，使呼吸系统及心脏系统疾病恶化，改变肺功能及结构，改变人体免疫结构。中科院研究已经基本证明大气污染与呼吸道疾病死亡率正相关。
北京市近年肺癌患病率显着提高，早在2012年平均每天确诊104个肺癌病人。对广州市肺癌致死率与灰霾关系的研究表明，考虑7年滞后期，肺癌致死率和气溶胶消光系数的相关系数高达0.97。
90%来自人类经济活动
五次强霾中，北京机动车排放贡献最大，占25%，其次为燃煤19%和外来输送19%；京津冀地区的主要污染来源则是燃煤34%、机动车16%和工业15%。
我们研究发现，约10%的雾霾是自然排放，其他近90%来自人为排放，直接来自人类的经济社会活动。我们对北京五次强霾污染分析得出，大气污染物包括有机碳、元素碳、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、扬尘等。硫酸盐、硝酸盐和铵盐是基于一次排放的二氧化硫（SO2）,氮氧化物（NOx）和氨气（NH3）气体经过化学反应形成。
挥发性有机物（包括来自烹饪源的油烟型有机物、来自于汽车尾气烃类有机颗粒物、来自光化学反应的氮富集有机物、和从北京周边输送过来的氧化型有机颗粒物），在大量二氧化硫和氮氧化物的作用下发生反应，向二次有机气溶胶转化，产生更加具毒性的细颗粒污染物。它们是上世纪中期美国南加州光化学烟雾的主要成分。
无疑，这些污染物都和人类的生产和生活活动息息相关。
我们对北京PM2.5排放源分析发现：燃煤、机动车为最主要来源。北京年平均PM2.5排放中，燃煤占26%，机动车19%，餐饮11%，工业10%。
五次强霾中，北京机动车排放贡献最大，占25%，其次为燃煤19%和外来输送19%；京津冀地区的主要污染来源则是燃煤34%、机动车16%和工业15%。
此外，河北和天津地区的燃煤、化工、重金属冶炼都是重金属污染的来源。北京城市大量的机动车排放是造成NOx大气浓度上升的原因，也是硝酸盐同步上升的原因之一。白天NO2浓度出现高值，并同步出现硝酸盐浓度高值，但北京机动车NOx排放造成的危害远非生成了无机硝酸盐，更可怕的是生成了大量的含氮有机颗粒物。白天生成的硝酸盐夜间在高浓度SO2和硫酸盐的作用下向致癌物亚硝酸盐转化。
北京强霾还有多种成因
在冬季，北方的采暖加上稳定的大气边界层结构和较低的混合层高度很容易导致雾霾现象。在春季，远程沙尘输送、局地扬尘、城市酸性气体和空气中较多的水分也会方便霾的形成。
首先，天气原因主要包括静风稳定天气加上高湿、混合层薄、逆温强度大等气象条件。受低压辐合或均压场的影响，天气系统较弱，近地面大气稳定，风速较小，并以弱偏南风为主，湿度较大，且逆温层厚度大（500m-1km）、强度强（逆温温差5—10℃），进一步阻碍了空气对流，导致区域和局地排放的污染物迅速累积，空气污染严重。
其次，近周边沙尘区域输送，京津冀近周边的沙尘层引发污染，输送至本地，与本地的污染大陆性气溶胶混合，加重污染。
再者，局地排放，包括：一是大量机动车排放造成硝酸盐上升；二是周边输送来的燃煤SO2排放造成硫酸盐上升；三是光化学产物、局地烹饪、汽车尾气等造成的挥发性有机物转化为二次有机气溶胶。
还有，大气纬向环流和气候变化导致的北半球平流层升温，使污染物向北半球中纬度区域聚拢，使中国区域大气污染程度加剧。
最后，中国雾霾成因有季节性变化。在冬季，北方的采暖加上稳定的大气边界层结构和较低的混合层高度很容易导致雾霾现象。在夏季，高温、高辐射气候加上高湿天气会促进污染物的光化学反映和吸湿性增长。在秋季，白天强烈辐射和高温会加速光化学气粒转化，而早晚低温和高湿在稳定的天气系统中容易导致霾污染事件。在春季，远程沙尘输送、局地扬尘、城市酸性气体和空气中较多的水分也会方便霾的形成。
北京不可能单独治理雾霾
北京市虽然能努力降低自身大气污染物的排放，却无法解决周边污染物排放与传输。对北京雾霾有直接重大影响的除了本地的汽车尾气之外，还有天津的工业废气气团和河北的燃煤排放。
以产业结构和能源结构甚至在全球都领先的北京为例，北京地区的雾霾情况远比1952年的伦敦雾霾事件、美国四五十年代洛杉矶光化学烟雾事件复杂和严重。
北京地区空气中每立方米中有近20毫克气固体污染物，1952年的伦敦每平方米也只有四毫克，如此算来，北京地区750平方公里，高度300米的大气范围大约有4000吨污染物。洛杉矶光化学烟雾中主要是汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，原有的化学链遭到破坏，形成新的含剧毒的光化学烟雾,主要是以臭氧为代表。北京现在具有类似的情况。此外中国还大范围存在沙尘暴，而沙尘的存在又会加剧雾霾过程的化学反应。
同时，局地排放和周边输送增加了大气污染物控制和治理的难度，北京也因此不可能单独治理雾霾问题。以北京大气灰霾溯源为例，北京PM2.5大约30—40%来自原始排放，20—30%来自大气中的光化学转化，30—40%来自区域输送。北京治霾要“三分之一靠天气，三分之一靠自己，三分之一靠周边”。
北京本地排放主要包括大量机动车排放造成的硝酸盐、光化学作用产物、局地烹饪和汽车尾气等排放的挥发性有机物转化为二次有机气溶胶。而280m高空的SO2浓度远远高于8m的浓度分析表明，北京SO2来源于周边燃煤排放带来的硫酸盐输送。局部区域气候条件分析，北京城区大量污染物通过低空气团来自于东南方向的近距离输送。京津冀近周边的沙尘层输送至北京，与本地的污染性气溶胶混合后加重污染。
因此，北京市虽然能努力降低自身大气污染物的排放，却无法解决周边污染物排放与传输。对北京雾霾有直接重大影响的除了本地的汽车尾气之外，还有天津的工业废气气团和河北的燃煤排放。
如何防治？
从雾霾污染成因出发，有如下防治建议：
一、根治雾霾污染需政治智慧。正像联产承包、分产到户解决了我国改革开放初期的农业发展问题，经济特区解决了改革开放初期的工业商业发展问题，一国两制解决了香港和澳门问题一样，根治大气需要在国家管理体制上要有所创新，有所突破。
二、必须实施区域联防联控。京津冀地区同处一个气候带，形成一个大的污染团，根治大气污染需要区域联防联控。这需要突破现有以行政单位各自为政的管理制度。欧共体协同治理酸雨和大气污染，美国南加州联防联控遏制光化学大气污染都是成功的范例。可以考虑成立京津冀大气污染联防联控委员会，将该区域作为大气污染防治的试点“特区”。
三、防治雾霾要加强法治。仅靠政府部门、工厂企业和居民团体自觉自律维护大气环境显然不够，要逐步制定落实相应的法律规章，依法治污才有可能长治久安。具体来说，要强化电厂脱硫脱销的监控，避免三天打鱼两天晒网的不彻底现象。同时应建立第三方数据检测，加强管理油品质量。
四、要制定多种污染物减排的一揽子计划，加强污染物协同控制。仅降低PM2.5是不够的，应减排所有的污染气体与颗粒。不能只关注硫化物减排，氨气的减排也很重要。
由于PM10（粒径小于10?m的颗粒物）浓度逐年下降，而PM2.5浓度高居不下，区域大气污染控制应以细粒子减排和多种污染物联合控制为主，并在源头上控制CO、SO2、NOx，VOCs和NH3的排放。在电力行业，同时控制SO2、NOx、VOCs及粉尘有助于降低污染治理成本。
五、一次污染源控制要各有侧重。首先要从源头控制，大力消减PM2.5形成前的主要气态物SO2、NOx、CO、NH3和VOCs的排放。控制SO2的重点在工业、采暖和燃煤电厂。NOx的控制重点依次为机动车、燃煤电厂和工业。CO的控制重点依次为机动车工业和燃煤电厂。VOCs应以机动车、无组织（餐厨、干洗店等）排放和工业为主。
另外，北方城市的冬季由于受到大规模燃煤采暖的影响，SO2、NOx、CO、PM较非采暖期相比，呈上升趋势，应在冬季采暖时段加强对这些污染物的控制，而VOCs则在全年都要控制。
六、区域源控制应以产业结构布局和调整为重。产业结构调整方面，加大第三产业比例，降低高能耗第二产业比例。产业结构布局方面，尽量将高污染企业迁至区域的下风场地区或高海拔地区，这有利于一次污染物的扩散和沉降。同时加强环保监管措施，控制新排放源的加入。
七、雾霾治理要科学先行。由于我国的PM2.5来源复杂，形成原理不清，观测分析设备落后，难以制定科学合理的治理方案。此时，切勿盲目采用国外监测技术及照搬国外调控标准。应抓紧时间进行基础研究，加大科学投入，并根据科学研究结果制定出一套详尽完备的PM2.5减排控制方案。
八、雾霾治理需要公众参与。公众行为是面源强度大小的最重要控制因子，首先是所有公民整体素质的提高，小到餐饮出行，大到择业置产，都到要考虑到尽量减少污染排放。只有全社会每个人都从自我做起，从点滴小事做起，才有可能保障我们有干净的空气呼吸。
