抗疫期空氣緣何重污染?見藍天全靠風(fēng)吹?
春節(jié)假期所排放的大氣污染物并未實質(zhì)性下降。
撰文 | 祝葉華
近來,很多人都注意到了中國北方地區(qū)霧霾頻發(fā)的“怪現(xiàn)象”。北京市環(huán)保監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)顯示,1月25日至28日,2月10日夜間至13日白天,京津冀地區(qū)先后出現(xiàn)了兩次持續(xù)性區(qū)域重污染過程,北京甚至在2月12日達到了5級重度污染,直到最近幾天才靠大風(fēng)吹散了霧霾,重見藍天。
人們大惑不解:春節(jié)和突發(fā)疫情讓公眾社會活大面積停滯,飯店不開、景區(qū)封閉、機動車大幅減少,春節(jié)后各個生產(chǎn)單位也沒有完全復(fù)工,那么如此持久又嚴重的霧霾究竟何來呢?是我們以前對霧霾形成原因的認知出了差錯嗎?


大氣環(huán)境容量“超載”是病根
我們先來看交通運輸業(yè)的情況。數(shù)據(jù)顯示,京津冀及周邊地區(qū)在春節(jié)期間的公路貨車和客流量較平時分別下降了77%和39%。春節(jié)假期后,受疫情影響,區(qū)域交通流量仍維持相對較低水平, 區(qū)域內(nèi)交通運輸產(chǎn)生的污染排放量至少下降4成以上[1]??磥?,至少京津冀地區(qū)近期的重污染源頭不是汽車尾氣造成的。那污染源會是什么呢?
2月11日,在生態(tài)環(huán)保部召開的解讀會上,環(huán)保專家普遍認為,不利的氣象條件和遠超環(huán)境容量的污染物排放量是霧霾形成的外在和內(nèi)在根源。市民社會活動水平驟減,但大氣污染物排放量仍然超過環(huán)境容量的2倍以上,在沒有大風(fēng)的情況下,區(qū)域內(nèi)大氣的自凈能力不足,導(dǎo)致了重度或嚴重污染。
實際上,一直以來,京津冀及周邊地區(qū)霧霾頻發(fā)有其特殊原因:北京、天津、河北、山西、山東、河南的國土面積僅占全國7.2%,卻消耗了全國33%的煤炭,生產(chǎn)了全國43%的鋼鐵、45%的焦炭、31%的平板玻璃、19%的水泥、60%的原料藥、40%的農(nóng)藥,原油加工量占全國28%。而機動車的保有量占全國28%[2]。這些地區(qū)主要大氣污染物排放量占全國排放總量的30%左右,單位國土面積排放強度是全國平均水平的4倍。一旦氣象條件不利,隨時面臨重污染天氣卷土重來的威脅[3]。
通常人們以為,社會普遍停產(chǎn)停工期間,上述高污染的重工業(yè)企業(yè)也停產(chǎn)停工,但事實并非如此。
國家衛(wèi)星氣象中心研究員、國家大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星工程應(yīng)用系統(tǒng)副總師張興贏告訴《返樸》:華北地區(qū)的鋼鐵、焦化、玻璃、耐火材料等工業(yè),幾乎全年無休,節(jié)假日的下降的產(chǎn)能非常有限。而且從污染物在線監(jiān)測數(shù)據(jù)看,今年正月初一到十五期間,全國火電和鋼鐵行業(yè)污染物排放量較節(jié)前僅下降約10%左右。行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,今年春節(jié)期間,河北省鋼鐵企業(yè)高爐開工還率略高于去年;有色金屬行業(yè)、典型大型企業(yè)的電解鋁、氧化鋁等產(chǎn)量較平時變化幅度都非常小。
另外,北方冬天燃煤采暖也對污染排放有顯著的貢獻。雖然京津冀地區(qū)相當(dāng)部分已經(jīng)完成了煤改氣、煤改電,但從生態(tài)環(huán)境部近期的報道中可以看到,京津冀農(nóng)村地區(qū)仍有1000多萬戶依靠燃煤取暖。所以在京津冀及周邊地區(qū),春節(jié)假期所排放的大氣污染物并未實質(zhì)性下降。“從過去幾年的觀測數(shù)據(jù)看,春節(jié)期間常出現(xiàn)污染天氣。這跟我們國家的工業(yè)和能源結(jié)構(gòu)還沒有發(fā)生根本性的變化有直接關(guān)系,基礎(chǔ)的污染排放依然很高。”張興贏說。

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王書肖在接受《返樸》采訪時補充說,近期的重污染過程是在長時間靜穩(wěn)、逆溫和高濕氣象條件下形成的。今年春節(jié)特殊的社會活動水平大幅度下降只是針對特定的污染源,例如機動車尾氣排放的下降,但其他污染源不受疫情影響,高污染、高能耗的資源型行業(yè)常年運轉(zhuǎn),所以當(dāng)氣象條件不利于擴散時,空氣中的污染物就容易產(chǎn)生堆積,導(dǎo)致重污染天氣。

霧霾主要成因漸清晰
“霧霾”兩個字從2012年開始進入公眾視野。但中國科學(xué)家對霧霾的研究早在此前十多年就開始了。尤其是在近十年來,國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究人員關(guān)于霧霾成因方面的研究頻頻發(fā)表在國際頂級科技期刊上。綜合多年研究成果來看,霧霾的來源包括工業(yè)污染、碳基燃料燃燒、城市建筑揚塵、汽車尾氣等各種排放,但各影響因素的貢獻度并不十分清楚。
2014年初,中國科學(xué)院大氣研究物理所研究員張仁健關(guān)于機動車尾氣排放對北京地區(qū)PM2.5的“貢獻”率不足4%的結(jié)論引發(fā)了機動車對霧霾貢獻率之爭。今年春節(jié)路面機動車大幅度減少,但霧霾不減,再次引發(fā)了公眾對霧霾成因的高度關(guān)注,以及機動車貢獻率的疑惑。對此,王書肖和張興贏均表示,機動車排放的NOx仍是區(qū)域大氣污染的主要成因之一。張興贏在綜合分析了多項已發(fā)表的研究成果后認為,機動車尾氣排放對霧霾的貢獻率約為20%。由于不同城市地區(qū)地理條件不同、排放源的結(jié)構(gòu)不同等客觀原因的存在,所以機動車的貢獻比率也存在地域差異。即便在同一個城市,不同季節(jié)氣象條件的不同也會影響機動車尾氣轉(zhuǎn)化為PM2.5的過程,所以貢獻比率也會有季節(jié)差異。所以他認為,機動車尾氣排放對城市霧霾的形成是有一定貢獻的,但工業(yè)生產(chǎn)和能源消耗才是最主要的貢獻源。
清華大學(xué)教授、中國工程院院士賀克斌在生態(tài)環(huán)保部解讀會上就曾表示:“機動車、施工工地、餐飲等污染源排放量降低到最低水平時,工業(yè)源排放量就是區(qū)域的基礎(chǔ)排放量”[4]。2019年4月,中科院地球環(huán)境研究所安芷生院士領(lǐng)銜的研究團隊則發(fā)文指出,人為排放與大氣過程之間的相互協(xié)同效應(yīng)是重霾形成和發(fā)展的關(guān)鍵。季節(jié)性增強的住宅供暖污染物排放和有效的二次氣溶膠形成和轉(zhuǎn)化可能會導(dǎo)致嚴重的霧霾[5]。
張興贏表示,短期來看,一段時間內(nèi)污染排放源穩(wěn)定不變,那么區(qū)域內(nèi)霧霾的形成和消散主要影響因素就是氣象條件。以北京為例,北京擁有三面環(huán)山的地理條件,西北風(fēng)最有利于污染物清除,而南風(fēng)則會把污染物堆積在山前擴散不出去。從這個意義來說,在一段時間內(nèi),北京地區(qū)一旦形成霧霾污染,就得等著西北風(fēng)來才能吹散。但從長期來看,污染源排放才是造成霧霾天氣最根本的原因。

徹底解決尚需時日
2013年初,中國政府向空氣污染宣戰(zhàn),并開始實施嚴格的政策來控制細顆粒物 (PM2.5) 的排放:城市限制了道路上汽車的數(shù)量,提高工廠效率,投資可再生能源,減少對化石燃料的整體依賴。全國空氣質(zhì)量監(jiān)測站數(shù)量已超過1000個,收集的環(huán)境數(shù)據(jù)也達到了前所未有的水平。在過去的五年里,中國東部的PM2.5濃度下降了近40%[6]。
“大氣污染的主要成因已經(jīng)很清楚了,歐美國家在早年工業(yè)快速發(fā)展階段也都經(jīng)歷過嚴重的大氣污染,他們用了20-30年完成工業(yè)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,改善了空氣質(zhì)量。我們現(xiàn)在經(jīng)歷的大氣污染和西方發(fā)達國家曾經(jīng)經(jīng)歷的大氣污染過程大同小異。目前大氣環(huán)境科技工作者們既然可以比較準(zhǔn)確預(yù)報到污染,說明我們對污染的主要來源和形成的主要機理是清楚的,所以才可以準(zhǔn)確的預(yù)報?!睆埮d贏說,正是對污染機理的日漸清晰,所以近年來,中國在與空氣污染的斗爭中取得了一系列成果。
英國利茲大學(xué)的一項研究對中國1600多個地點的測量數(shù)據(jù)進行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在2015年-2017年,中國的顆粒物污染濃度下降了20%[7]。世界環(huán)保組織綠色和平對中國空氣質(zhì)量的分析也發(fā)現(xiàn),從2016年到2017年,北京和全國其他74個城市的空氣污染有所下降,74個城市的PM2.5平均濃度下降了33%。其中2014年和2015年的改善最為顯著,原因是煤炭消耗量下降,以及燃煤電廠新的排放標(biāo)準(zhǔn)[8]。
“通過國家這幾年大力的污染源治理,全國特別是華北地區(qū)的大氣污染取得了顯著的進展,現(xiàn)在污染的過程和以往相比,影響范圍變小、持續(xù)時間變短、峰值濃度變低、污染程度變輕。但即便如此,近期出現(xiàn)的大氣污染也給我們繼續(xù)敲響了警鐘,污染防治攻堅戰(zhàn)依然任重道遠,需要久久為功,深入開展能源產(chǎn)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型,大力開發(fā)利用清潔能源和可再生能源,大力發(fā)展綠色經(jīng)濟,才能從源頭上減少污染的排放?!睆埮d贏說。
致謝:感謝張興贏和王書肖老師幫助審定此文。
參考文獻
[1] https://www.pnas.org/content/116/18/8657.
[2] http://www.gov.cn/zhengce/2018-07/06/content_5303964.htm.
[3] https://mp.weixin.qq.com/s/W5Ed-OMIlxKKPu7zu-yvuw.
[4] https://mp.weixin.qq.com/s/iEXTfAa-IC4QRB09ju1oFQ.
[5] https://www.pnas.org/content/116/18/8657.
[6] https://phys.org/news/2018-10-substantial-air-pollution-china.html.
[7] Ben Silver et al, Substantial changes in air pollution across China during 2015 to 2017, Environmental Research Letters (2018). DOI: 10.1088/1748-9326/aae718.
[8]https://www.greenpeace.org/eastasia/press/978/pm2-5-in-beijing-down-54-but-nationwide-air-quality-improvements-slow-as-coal-use-increases-2/.