今年北京共出現(xiàn)4次霧霾天氣過(guò)程，在一月份中僅僅5天不是霧霾天。霧霾涉及我國(guó)中東部、東北及西南部分地區(qū)，其中污染最為嚴(yán)重的京津冀區(qū)域。

嚴(yán)重霧霾的成因何在？彌漫在空氣中的污染物又有哪些來(lái)源？京津冀何以成為重污染區(qū)？霧霾消散后，治理的腳步仍不會(huì)停止。霧霾污染重災(zāi)區(qū)的京津冀區(qū)域應(yīng)采取怎樣的應(yīng)對(duì)方式？問(wèn)診霧霾，等待在彌漫的霧霾中找到答案。

成因

漩渦中心的靜穩(wěn)天氣讓污染頻頻爆表

健德橋西南角，一座高325米的鐵塔矗立著。仰頭向上，厚厚的霧霾中，已經(jīng)看不到鐵塔的頂端。

中科院大氣物理研究所鐵塔分部就在院內(nèi)，這座監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量的鐵塔靜靜地記錄下大氣PM2.5及其前體物在不同高度的濃度變化。忙碌的研究員們口中念叨最多的就是“PM2.5”和“霧霾”。

王躍思不停地穿梭在辦公室與實(shí)驗(yàn)室間，作為中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員，中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)大氣分中心主任、大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，大氣邊界層物理和大氣化學(xué)是他的研究方向。

與這些看似復(fù)雜的專業(yè)詞匯相比，“大氣灰霾追因與控制”專項(xiàng)組之“大氣灰霾溯源”外場(chǎng)觀測(cè)項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人則是他與此次北京霧霾現(xiàn)象聯(lián)系最緊密的頭銜。

“京津冀2013年元月中旬強(qiáng)霾污染事件成因及應(yīng)急對(duì)策建議”的報(bào)告也已形成。

在王躍思的全程追蹤觀測(cè)分析中，他發(fā)現(xiàn)極其不利于污染物擴(kuò)散的天氣過(guò)程和氣象條件是大面積霧霾污染形成的客觀原因。“歐亞大陸大氣環(huán)流異常，造成中國(guó)中東部地區(qū)出現(xiàn)靜穩(wěn)天氣。環(huán)流的中心在包括了京津冀的中國(guó)中東部地區(qū)。大氣中出現(xiàn)了左右兩個(gè)均壓場(chǎng)，大氣便水平方向不流動(dòng)。

王躍思說(shuō)，平日中，混合層的高度可以達(dá)到兩三公里，便可以形成對(duì)流風(fēng)。在靜穩(wěn)天氣下，混合層的高度只有二三百米，“相當(dāng)于一個(gè)房頂從兩三千米高變成二三百米高，相當(dāng)于屋頂降低了10倍。由于混合層高度低，上下也不流動(dòng)，污染物便被死死地悶在了大氣中。在高濕環(huán)境配合下造成PM2.5濃度爆發(fā)式增長(zhǎng)，表現(xiàn)為前所未有的高強(qiáng)度空氣污染?！?/p>

在1月10日至1月14日的霧霾天氣中，西北沙塵氣溶膠疊加是京津冀區(qū)域污染物濃度爆表的重要原因之一。王躍思認(rèn)為：“雖然混合層中空氣上下不流通，但是因?yàn)楸狈降貐^(qū)處于西風(fēng)帶中，在幾千米的高空中就有從西北部吹來(lái)的風(fēng)。西北部的沙塵在風(fēng)的作用下，便會(huì)向東南部移動(dòng)?！?/p>

沙塵為什么會(huì)對(duì)霧霾形成影響？

王躍思解釋道，在靜穩(wěn)的天氣中，下沉的沙粒被排放在大氣中的二氧化硫、硫酸鹽、硝酸鹽包裹起來(lái)，而外層的排放物又吸收空氣中的水，使得沙塵變胖，就在空氣中可以看見(jiàn)了。沙塵也對(duì)霧霾天氣起到了加強(qiáng)的作用。

此次霧霾天氣是否與沙塵有關(guān)，王躍思正在對(duì)采集的樣本進(jìn)行分析，“從跡象上看，這次霧霾時(shí)地面都是潮乎乎的。應(yīng)該受沙塵的影響不大，因?yàn)樯硥m是吸水的，如果要是高空中有沙塵就會(huì)將空氣中的水汽拔走，空氣就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，霧霾也會(huì)隨之?dāng)U散?！?/p>

外來(lái)

北京大部分二氧化硫

是河北燃煤輸送的

市民徐鑠在網(wǎng)上買了5個(gè)口罩，在地鐵上時(shí)，她仍舊戴著口罩，“總感覺(jué)空氣刺鼻，嗆嗓子。”許多人與徐鑠有同樣的感受。

王躍思也注意到了這一點(diǎn)，在他們監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)中可以看出，一月中旬的霧霾天氣，北京白天均出現(xiàn)了二氧化硫的峰值，達(dá)到了60微克/立方米。

北京五環(huán)內(nèi)很少燃煤，為什么在中午會(huì)出現(xiàn)峰值？王躍思比對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，北京城區(qū)白天空氣中二氧化硫出現(xiàn)高值，少部分來(lái)自于局地排放，大部分來(lái)自于外地輸送。

“原因在于，白天對(duì)流輸送將高空二氧化硫輸送到地面，造成北京空氣二氧化硫濃度上升。夜間對(duì)流終止，二氧化硫形成酸霧，并被其中的氧化劑轉(zhuǎn)化為硝酸鹽顆粒?！蓖踯S思認(rèn)為，白天時(shí)混合層高度相對(duì)晚上要高，擴(kuò)散條件也優(yōu)于夜間。但是二氧化硫濃度卻出現(xiàn)了一天中的峰值，說(shuō)明二氧化硫是在高處對(duì)流下來(lái)的。如果是本地排放，由于燃煤的原因晚上也應(yīng)該是高值,基于此判斷空氣中大部分的二氧化硫并不是北京排放的。“在常年觀測(cè)的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在300米的高空中二氧化硫的濃度總高于地面二氧化硫的濃度。說(shuō)明大量的二氧化硫是由周邊地區(qū)輸送的。本次污染事件突發(fā)的一個(gè)重要原因，是以河北燃煤排放為主的二氧化硫一夜之間轉(zhuǎn)化成了硫酸鹽?！?/p>

據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京每年燃燒2300萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，天津每年燃燒7000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，河北省每年燃燒2.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

二氧化硫在夜晚轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，使得硫酸鹽顆粒數(shù)值達(dá)到40微克/立方米。超過(guò)即將在2016年國(guó)家實(shí)行的PM2.5一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)35微克/立方米，“同二氧化硫一起傳到北京的還包括細(xì)粒子、黑炭、揮發(fā)性有機(jī)物等。而硫酸鹽單項(xiàng)就達(dá)到40微克/立方米，就已經(jīng)使PM2.5超標(biāo)，所以必須控制燃煤?！?/p>

本地

北京有機(jī)物主要來(lái)自

機(jī)動(dòng)車、餐飲、采暖排放

在一月中旬的霧霾天氣中，北京城區(qū)典型的機(jī)動(dòng)車排放源一氧化氮在1月12日夜間一度高達(dá)310微克/立方米，是平日的4.5倍；機(jī)動(dòng)車和燃煤直接排放的一氧化碳濃度高達(dá)12微克/立方米，是平時(shí)的8倍；油氣和餐飲直接排放的揮發(fā)性有機(jī)物增加2倍以上。

在數(shù)據(jù)的變化中，王躍思發(fā)現(xiàn)，交通早高峰時(shí)，氮氧化物的數(shù)值很高，同時(shí)形成硝酸鹽顆粒，導(dǎo)致其數(shù)值也在攀升。在靜穩(wěn)高濕的條件下，粒子難以擴(kuò)散，并且迅速增長(zhǎng)，“增長(zhǎng)到400納米以上，便從不可見(jiàn)變成了可見(jiàn)的顆粒，形成了‘霾’?！?/p>

“以此可以判斷，空氣中硝酸鹽的顆粒大部分是由北京的汽車產(chǎn)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化的。在一月中旬的霧霾天氣中，硝酸鹽顆粒的指數(shù)也達(dá)到了40微克/立方米至50微克/立方米，也超過(guò)了PM2.5的日均值35微克/立方米的標(biāo)準(zhǔn)線。”

王躍思取樣分析后發(fā)現(xiàn)，北京機(jī)動(dòng)車為城市PM2.5的最大來(lái)源，約為四分之一；其次為燃煤和外來(lái)輸送，各占五分之一左右。餐飲近年來(lái)有快速上升趨勢(shì)，占到13%?！氨本┲仂F霾污染過(guò)程引發(fā)于外來(lái)燃煤排放的二氧化硫向硫酸鹽的爆發(fā)式轉(zhuǎn)化，而持續(xù)污染過(guò)程有機(jī)物的上升表明北京本地機(jī)動(dòng)車、采暖和餐飲排放。

根據(jù)對(duì)顆粒物PM2.5和PM1化學(xué)成分的分析，三種排放相加占到超過(guò)50%的比例。京津冀區(qū)域應(yīng)該重點(diǎn)控制工業(yè)和燃煤過(guò)程，重點(diǎn)在于燃燒過(guò)程的脫硫、脫硝和除塵，同時(shí)要高度關(guān)注柴油車排放和油品質(zhì)量。

未來(lái)

一地?zé)o法獨(dú)善其身

京津冀必須聯(lián)防聯(lián)控

北京、天津、河北屬同一氣候帶，大氣污染表現(xiàn)出明顯的區(qū)域協(xié)同特征。

“由于經(jīng)濟(jì)模式的巨大差異，三省市主要排放源的差異也很明顯。簡(jiǎn)單歸結(jié)為北京的汽車，天津的油氣，河北的燃煤?！蓖踯S思分析道，交通擁堵造成機(jī)動(dòng)車怠速或低速運(yùn)行時(shí)污染物排放量增加5至10倍。河北省是工業(yè)重鎮(zhèn)，燃煤產(chǎn)生二氧化硫和粉塵排放。天津石油儲(chǔ)量豐富，與其相關(guān)的行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放量巨大。“解決交通擁堵、控制油氣生產(chǎn)中每環(huán)節(jié)的排放、控制燃煤中脫硫脫硝除塵。如果政策執(zhí)行得好，污染可以下降一半?！?/p>

京津冀治理污染不能單靠一地減排?！罢{(diào)控方案并不是一個(gè)城市或者一個(gè)單位就能獨(dú)立完善制定的，徹底解決問(wèn)題也不能單憑自己的力量。”

在王躍思的設(shè)想中，京津冀地區(qū)的相關(guān)負(fù)責(zé)人由更高級(jí)別的領(lǐng)導(dǎo)召集在一起，共同應(yīng)對(duì)大氣污染問(wèn)題。形成一個(gè)組織，并讓科學(xué)家在其中起到作用，制定科學(xué)可行的方案?！胺桨讣热淮_定，就應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行。專項(xiàng)資金方式來(lái)解決治理污染所需錢的問(wèn)題。比如對(duì)工業(yè)企業(yè)進(jìn)行檢查，可以在專業(yè)人士的技術(shù)指導(dǎo)下進(jìn)行脫硫脫硝除塵，讓工廠的排放量削減到一個(gè)合理的程度，組織應(yīng)該對(duì)工業(yè)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)支持，也對(duì)他們進(jìn)行相應(yīng)檢查，如果發(fā)現(xiàn)偷排偷放的現(xiàn)象，第一次進(jìn)行高額罰款，第二次提高罰款額度，第三次發(fā)現(xiàn)便關(guān)停企業(yè)。讓企業(yè)感受到違規(guī)的成本很高。歐盟曾經(jīng)用這樣的方式控制了污染物的排放?！?/p>

窗外仍舊一片灰色，王躍思站在窗前沉思片刻，說(shuō)：“北京的空氣已經(jīng)不僅僅是看不到、摸不著、聞不到的物質(zhì)了！”