
春节至今,京津冀及周边区域几度出现重度雾霾的情况。春节放假了,大多数工厂停工了,建筑工地也空无一人,变得静悄悄;煤改气了,不烧煤了,涂料化工厂停了,各企业也停了,农村也不烧柴火了,城市也发布了规定,禁放鞭炮……
加上今年疫情作祟,大家也都听从了钟南山的话,待在家中“做贡献”。机动车减少了一大半,酒店极少看到炊烟袅袅,娱乐活动也暂停了。雾霾为何卷土重来?不仅网友蒙了,几万家化工企业也蒙圈了,这雾霾到底哪里来的?
这也相当于一次控制变量的大气污染试验:污染物的排放中,哪些变了、哪些没有变?雾霾防治方向是否需要重新思考?
2020年春节新冠疫情引发大范围停工、停产、停运,这些与雾霾相关的成因统统消停了,但北京连续五天大气重度污染,PM2.5几乎爆表。北京市环保监测中心的数据显示,春节期间,京津冀及周边地区共经历了四次重污染。

2月9日京津冀及周边地区空气质量地图(图源:河北参考)
“除夕夜东北、华北、汾渭平原和内蒙古部分地区污染严重,其中包头、呼和浩特、辽阳等地部分站点PM2.5破千。”1月25日,公众环境中心主任马军在微博上提醒大家注意防护。两天后,他又更新预报,华北区域南风吹送,京津冀重霾持续。这段时间最严重的一次雾霾,能见度只有100多米。
针对此次雾霾,北京市环保监测中心分别发出了黄色和橙色预警,与以往不同的是,这次没有采取任何应急措施。这让人不禁联想到2013年1月4次雾霾笼罩在中国大部分地区,数十条高速公路被迫封闭,雾霾天数创纪录的情形。
当年也是“治霾元年”,随着“大气十条”“打赢蓝天保卫战”等政策的实施,大气环境逐年好转。联合国环境署在2019年发布的一份最新报告甚至赞扬北京的空气污染治理经验为全球“提供了可借鉴的模型”。
根据中国科学院大气物理研究所王跃思公布的PM2.5成分分析数据,北京大气中硫酸盐、硝酸盐和铵盐(简称SNA)主要绝对浓度逐步增加,其中硝酸盐是成分之一,明显高于往年。
“硝酸盐增长快、占比高,说明本地污染排放与外来污染在高湿的情况下发生了强烈的二次反应。”他在文中分析,本次重霾期间污染物组成以二次反应物为主,占比76%。加之雷达观测北京城区除夕夜500-1000m高空出现大量污染气团,并随年初一上午旺盛对流到达近地面,王跃思认为这是北京新年第一天污染物爆发增长的主要诱因,不利的气象条件可导致这一影响持续。
京津冀地处太行山西侧,易形成气象上的“幅合”现象,导致污染物长时间聚积于此,难以扩散。“这种静稳天气不容易引起沙尘暴,但容易带来雾霾。”国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登说,不利的气象条件是这次雾霾推手之一。
据保守估计,从2013年开始,雾霾污染物的排放量实际下降了20%—30%,北京则接近40%。春节期间,减少更多的还是民用污染,像机动车、餐饮,还有工地扬尘的污染都大大减弱。
国家大气污染防治攻关联合中心利用遥感卫星,监测到京津冀及周边地区1月23日至2月13日热高值区数量为848个,比去年同期增长22.4%。即使有部分工厂停工,也主要集中在加工业、轻工业。污染物主要来源的高污染、高耗能的钢铁、炼焦、玻璃、耐火材料、化工、制药等重化工行业存在大量不可中断工序,需要常年运转。冬季采暖设施、工业污染仍是最重要的污染源头。整个区域里,不管是燃烧天然气,还是燃煤燃油,工业污染和冬季采暖的设施排放的污染占比应该说超过了三分之二,在不利气象条件的情况下,足以造成重污染。
“如果靠调整能源和产业结构来治霾,实际上是把我们这一代的责任推到了下一代,把问题变成难题。”陶光远说,他称自己是一名“江湖治霾者”,认为目前雾霾造成的主因是火电厂所排放的“白烟”。
和他一样,网络上还有不少“江湖治霾者” 把近期雾霾的主要成因指向了“白烟”,即火电厂湿法脱硫后排放的湿烟气,他们希望能够“消白”。
自2014年以来,我国大力推进实施燃煤电厂超低排放改造,截至2019年底,全国实现超低排放的煤电机组约8.9亿千瓦,建成了世界上最大的清洁高效煤电体系。专家普遍认为,我国火电厂大气污染物控制技术与管理水平已处于世界先进行列。
中国电力企业联合会提供的数据显示,我国的煤电烟尘排放量由1978年的约600万吨,降至2018年的约21万吨,下降超过96%;二氧化硫排放量由2006年峰值1350万吨,降至2018年的99万吨左右,比峰值下降约93%;氮氧化物排放量由2011年峰值1000万吨左右,降至2018年的96万吨左右,比峰值下降约90%。
我国目前电力生产主要靠火力发电,而火电厂也得靠燃煤生产电能。“春节期间也是环保管理比较松的时候,虽然工厂都会有污染排放管理的设备,比如脱硫、脱硝、除尘设备,但关键是有没有开。如果开了,是否正常运转?如果坏了,到底修没修?这些工厂所有关键生产所需的设备都有维修备件,但唯独环保设施没有,在生产不能停的情况下,一旦环保设备发生低效或是故障,污染排放立刻就超标了。秋冬季节华北地区造成大气污染的主因,科学界目前也有一个共识,其中之一就是相对于较低的大气容量,污染物的排放量依然过大,而这些污染物中至少70%是由化石燃料燃烧产生的。”王跃思说。
2019年10月,生态环境部牵头印发的《京津冀及周边地区2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》中明确规定:对稳定达到超低排放要求的电厂,不得强制要求治理“白烟”。
监管部门已有明确结论,但目前仍有不少从业人员认为“白烟”是形成雾霾的成因之一,这一问题亟需解决。
对此争议,2月21日,国电环境保护研究院院长朱法华撰文指出,电厂烟气“消白”治霾是劳民伤财。据他介绍,烟气“消白”单位千瓦的投资一般在70元左右,全国燃煤电厂进行烟气“消白”约需700亿元,每年的运行费用大约在200亿元左右,另外每年还会增加标煤消耗400-1200万吨。
据中国电力企业联合会副理事长王志轩介绍,目前部分火电企业实施的湿烟羽治理措施,本质上是通过调整烟气温度、湿度,来改变烟气排入外部环境后的水汽凝结状态,主要目的是为了消除“白烟”的视觉污染。而这种烟气加热消白方式,不仅不能削减烟气中已有的污染物排放,相反加热需要消耗能量,增加了能源消耗,这意味着总体上增加了污染物排放。
近十多年气象条件不利,主要是冷空气比较少,气温偏暖,容易形成污染物的累积。“渤海湾、东海的水气、太行山以东的城市废气,它一直是向西北进行输送,渐渐在北京燕山以南形成累积,然后造成重污染天气。”彭应登分析发现,这次污染源显然是从东南方向输送过来,比如山东、河北、河南等省的一些工业城市。
此外,各地经济发展迅速,燃煤量在直线增加,污染物排放也在递增。京津冀地区及周边一直以来是中国重工业生产的聚集地。根据清华大学环境科学与工程博士祝叶华披露的数据,这一区域国土面积虽然仅占全国7.2%,但却消耗了全国33%的煤炭。而业界认为,电力行业对雾霾的“贡献”最大,电力行业消耗了全国46.5%的煤炭。
“在春节期间,我们中央环保的强化督查停了,但一些地方企业不规范的排放却增多了,实际很多企业也存在偷排的情况。”彭应登说。
根据《中国散煤综合治理调研报2018执行报告》,一吨散煤所产生的大气污染物排放量是一吨电煤所产生的10~15倍。但煤改气、煤改电的设备投入、运维成本比较高,加上天然气成本较高,严重依赖补贴,这一措施的推行一直是靠政府推进。一些较贫困的市县财政承担不起补贴费用,村民重燃散煤。
目前,散煤在北京的能源占比低于3%,清洁能源大于97%。但这一比重仅限于北京和周边的少部分城市。天津、河北、山东、河南等地能源清洁化改造不彻底,特别是农村烧散煤仍然很普遍。彭应登冬季去外地环保督查,“只要出了北京城,晚上都能闻到煤烟味。”他说。
“我们以前看到这些现象恨不得像眼中钉,会严厉要求人家整改一步到位。”彭应登说,“但现在考虑到民生问题,不能强行要人家关停,特别是一些经济状况很不好的地方,你不能不让人家过冬。”
除了重工业的燃煤,冬季采暖也依然主要靠燃煤。重工业的工厂至少是集中燃烧,更糟糕的污染物排放则来源于“散煤燃烧”。所谓散煤,是一种小锅炉、家庭取暖、餐饮用煤中广泛使用的民用煤。据初步测算,一吨散煤燃烧排放的污染物相当于电厂燃煤排放污染物的15倍以上。
“治霾的根本还是要和煤炭说再见。”彭应登认为,中国建立在经济和社会发展基础之上的能源结构调整目标,达成至少还需15年以上,这是一个缓慢又困难的过程。“我们要慢慢地去解决。”
专家分析,今年春节期间京津冀及周边地区还遭遇了一种特殊的气象条件,从近10年的气象观测数据分析,京津冀及周边地区有时会发生其它城市排放的大气污染物向局部城市积聚的现象,叫做“气象辐合”,造成此次北京周边几个城市区域的大气污染。
中国工程院院士贺克斌称:综合起来,气象条件比2016年11月23到27日的那次的污染过程还要差,减排效果扛不住特别差的气象条件,超过环境容量的2倍到3倍。
专家指出,不利气象条件是造成重污染天气发生的外因,而污染排放是内因,只有污染排放量降下来了,才能使空气质量不受任何气象条件影响。
贺克斌:我们算的2017年,作为基准,在那个的基础上还要再减少60%到70%的排放量,那个时候就和气象脱钩了。实际上我们离真正的脱钩还尚需时日,还有很长的路要走,但整体上来讲,大家关心这个事在疫情这么重的情况下还关心这样的事,也是一个是好事,多了解就能多理解,多理解就能多支持。
对于此次污染过程要持续的时间,中央气象台首席预报员桂海林表示,近几天以来,京津冀及周边区域仍将维持静稳、高湿和强逆温状态,河南、山东及河北部分城市空气质量相对较好,但北京、天津一带地区仍会出现大雾天气并伴有中至重度污染。
中央气象台首席预报员桂海林称:从目前的资料分析来看,从13号夜间开始,随着冷空气和降水的侵入,这种大范围的低能见度天气将逐渐趋于结束。专家表示,14日随着较强冷空气南下,这次污染过程才会彻底结束。
我们比较熟悉的PM2.5是雾霾的主要成分,是指直径小于或等于2.5微米的细颗粒物,实际上,细颗粒物的化学成分还包括硝酸盐、硫酸盐、铵盐等。“一般情况下,北京市大气中硝酸盐的指标变高,通常就是和机动车尾气排放有关。”王跃思说。
在大气污染治理中,机动车的尾气排放被称为“移动污染源”。北京理工大学机械与车辆学院葛蕴珊参与了“国六”标准及不少重要移动源排放标准的制修订工作,他表示,“一说到尾气排放,大家容易想到柴油车后面冒的那种讨人厌的黑烟,但实际上现在大多数新生产的柴油车都会装有颗粒捕集器,这也是柴油车尾气排放达到标准的必备技术之一,我们常说给柴油车‘戴口罩’。未来,正常工作的柴油车后面排气冒黑烟的情况,就不太可能继续存在了。”
但这并不意味着,机动车尾气排放的管理得到了大幅改善。葛蕴珊补充,“现在出现的新问题是汽油车,也就是普通人开的乘用车。为了进一步降低油耗指标,现在比较流行的是缸内直喷增压(GDI)技术。与传统汽油车相比,会导致排放更多数量的细小颗粒物,也就是会明显增加排放颗粒物的数量(PN排放),这类颗粒物粒径在200纳米以下,虽然我们一般看不到汽油车的黑烟排放,但这些数量巨大的细小颗粒物对大气中的PM2.5有重要作用,所以‘国六’排放标准中加强了对颗粒物指标的管控要求。”
关于机动车的技术不断迭代,对机动车排放污染物的管理要求也不断提高。“移动的污染源相比固定源的管控要难一些,比如大型工厂的烟囱,每一个烟囱国家都有国控点在监控,排出的污染物的量掌握得比较准确。但移动源就很难管控,每辆车的活动水平、活动范围相差很大,单车的排放水平可能也相差很大。比如说五年前买的车是‘国三’标准的车,随着使用年限的增加,车老化了,排的污染物也会越来越多,但不可能采取强制措施要求大家立马淘汰旧车换新车吧。话说回来,汽车尾气排放与大气污染肯定有关系,究竟占到多大的比重,在不同城市、不同季节甚至在一天24小时之内都是变化的。”葛蕴珊说。
王跃思指出,“机动车是北京地区最重要的污染源。只是今年春节至疫情发展期间,机动车尾气排放不是造成重度污染的主因。但是,如果一般的污染物排放足以造成重度污染,也就是PM2.5浓度高达150微克/立方米以上,那么再叠加机动车尾气排放污染的话,就可能直接上300微克了。”王跃思的判断与大气污染的综合防治有关——大气污染物不可全部集中起来进行统一处理,只靠单项治理措施、单一城市的防治管理,是无法解决区域问题。
在大气污染的防治过程中,环境生态部门提出了“2+26”城市这一概念。“2+26”城市以北京和天津为中心,外加周边700公里半径内的4省所辖26个地级市。这个概念还有另外一个名称,叫作“京津冀大气污染传输通道”——研究员通过分析近10年的气象观测数据,京津冀及周边“2+26”城市若处于相同的大气流场时,这些城市会同步处于不利的气象条件。
王跃思说:“所谓通道,是指污染源所在位置跟气流走向结合起来的一个概念。污染来源要一分为二,一个是城市自己排放的;另一个则受区域影响上风向传输过来的。比如刮东南风的时候,天津重化工企业的污染物跟河北东部钢铁厂的污染会一同跑到北京来。虽然北京的主要污染源是机动车的尾气排放,但受到周边工业燃煤的影响,环境颗粒物中硫酸盐的比例就会快速提升,而北京本地不会产生如此大量的硫酸盐”。
在对此次疫情期间雾霾成因的追寻中,一些“不变的量”也为研究者提供了一些纵向思路。王跃思说:“近年来我国PM2.5浓度持续快速下降,到2019年全国337个城市PM2.5平均浓度下降到36微克/立方米,53%的城市达到了PM2.5年均浓度标准。总的来说,我们对于大气污染的研究方向不会改变,但是研究的层次在逐渐加深。”
近几年以来,国内大气污染问题一直没有解决,很多时候地方天气只要一预警,化工企业首当其冲就要面临临时停产,据涂料采购网不完全统计,仅2019年各地区发布的重污染天气预警以及临停通知高达数百份。这次疫情反而意外的解开了“雾霾”真相。
(来源:三联生活周刊,Vista看天下,央视新闻等)
