中国雾霾

中国雾霾

摘要：

雾霾是漂浮大气中的PM2.5等尺寸微粒、粉尘、气溶胶等粒子，在一定的湿度、温度等天气条件相对稳定状态下产生的天气现象。雾霾灾害，是大气长期污染造成的结果。如何治理大气污染是全人类面临急需解决的问题之一。

随着污染的加剧，大城市人“享受”雾霾的天数越来越多，此次北京连续一周的严重雾霾之后似乎从中央到地方，真正感觉到了压力。雾霾面前，所有人都是平等的，你可能用着昂贵的空气净化器，但你不可能永远呆在家里；你可能戴着高科技过滤口罩，但你也会面临吸入氧气不足和细菌侵袭的风险。

空气污染给人类带来的挑战就像饥饿和战争一样，一方面体现的是在实现欲望的过程中不可避免的自我伤害，一方面又提供了认识自己和超越自己的推动力。

大自然是有能力让不顾一切的膨胀付出代价的，所以只有尊重自然，尊重人类发展的每一个历史环节，才是深刻认识和治理环境问题的关键。

背景：

进入20世纪后，阻碍人类共同持续生存的挑战不再是有限的农业资源，而是不同的国家意识、种族意识、阵营意识、思想意识、信仰意识等，这些“意识”的不同直接威胁到一些人的生存，这也就导致了第一次世界大战和第二次世界大战的爆发。

这两次规模空前的，利用了工业革命成果的战争虽然没有完全消灭国家意识、种族意识、阵营意识等，但基本上打通了各种意识之间的被动交流和强制融合，因此全球进入了合作大于对抗的时代，各类经济贸易活动、信息产业、交通工具、全球性组织等，得到了飞速发展。人类开始进入全球化和城镇化时代。

二战之后，世界人口迅速向城市和城镇集中，全球各种族之间也开始了互相交融，形成了一个不可逆的趋势。当前，世界城镇化水平已超过50%，有一半以上的人口居住在城市。但城镇化带来的，尤其是大城市雾霾问题，一度成了人类新的生存挑战。

1930年12月，比利时迎来了20世纪有记录以来最早的大气污染惨案。在建有诸多重型工厂的马斯河谷出现逆温层，雾层尤其浓厚。在这种气候反常变化的第3天，这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病，有63人死亡，为同期正常死亡人数的10.5倍。发病者包括不同年龄的男女，症状是：流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。咳嗽与呼吸短促是主要发病症状。

1952年12月开始，英国伦敦发生“雾霾事件”。据史料记载，从12月5日到12月8日的4天里，伦敦市死亡人数达4000人。在12月9日之后，由于天气变化，毒雾逐渐消散，但在此之后两个月内，有近8000人因为烟雾事件而死于呼吸系统疾病。数据表明，死亡高峰与二氧化硫及烟尘的浓雾高峰基本一致。

同年同月，美国洛杉矶发生“光化学烟雾事件”，洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。1955年9月，由于大气污染和高温，短短两天之内，65岁以上的老人又死亡400余人，许多人出现眼睛痛、头痛、呼吸困难等症状。

1955年，日本四日市发生“日本四日市哮喘病事件”，十多家石油化工厂排放的含SO2的气体和粉尘，使昔日晴朗的天空变得污浊不堪。1961年，呼吸系统疾病开始在这一带发生，并迅速蔓延。据报道患者中慢性支气管炎占25%，哮喘病患者占30%，肺气肿等占15%。到1964年这里曾经有3天烟雾不散，哮喘病患者中不少人因此死去。1967年一些患者因不堪忍受折磨而自杀。1970年患者达500多人。1972年全市哮喘病患者871人，死亡11人。

伦敦、洛杉矶、东京等城市治理雾霾的过程，实际上就是其国家经济从高能耗低效率走向低能耗高效率的过程，是其经济转型升级的过程，是良性城镇化的过程。有很多种方法值得此时的中国借鉴和学习。但有一点可以确信，雾霾并没有让英国、美国、日本等陷入长久的环境危机，也没有阻止这些国家成为发达国家，更没有剥夺这些国家人民的后代享受清洁空气、青山绿水的权利。

但纵观全球各地的环境治理方法，实际上都是从有效监测开始的。中国目前还没有走完第一步，即有效监测这一步。美国1963年通过《清洁空气法案》。1997年修订，在环境空气质量标准中增加了关于PM2.5含量的指标。2006年9月，美国环保署对PM2.5标准进行了修订和更新，规定PM2.5的24小时浓度均值为不超过0.035毫克/立方米，年周期内的标准为小于等于0.015毫克/立方米；PM10的年均值，仅规定了24小时平均浓度限值，为0.15毫克/立方米。

正文：

雾霾的基本含义

雾霾，顾名思义是雾和霾。但是雾和霾的区别很大。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。霾就是灰霾（烟霞）。

霾（mái），也称灰霾（烟雾）空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。将目标物的水平能见度在1000－10000米的这种现象称为轻雾或霭（Mist）。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和)。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色和灰色。[3]雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。

雾霾成分

霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成的。它也能使大气浑浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文台称烟霞(Haze)。[4]

二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是PM2.5，也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。

霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1－2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长

较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。

中国“雾霾”的不同表现形式

(1)中国“雾霾”对人体直接伤害低，与欧美不一样。欧美严重雾霾有大量直接致死记录，1952年伦敦雾霾致12000人丧生。中国严重雾霾频发，但直接伤害致死案例目前没有一例。但呼吸系统慢性疾病，特别是肺癌发病率大范围上升，肺癌已逐渐成为常见病，过去10年北京至少新增60%肺癌患者。图1-1、1-2显示北京和京津冀雾霾情况。

(2)中国“雾霾”强度在宏观上与大气污染物排放强度呈反向变化趋势，与欧美不一样。夜间，运行中汽车大幅减少、工厂停产、工地停工、发电厂负荷下降，大气污染排放强度降低，雾霾强度却显著增强;早上，生产生活恢复正常，污染排放强度提高，雾霾强度却呈稳定或下降趋势。这不是偶然现象，而是一般性规律，图2-1，2-2，2-3数据来自中国环保部。

(3)中国“雾霾”在节能减排趋势中逆势增长，与欧美不一样。中国推广燃煤机组烟气超低排放技术，提高天然气使用比例。2013年，天然气消费1600亿立方米;能源消耗强度下降3.7%。北京通过政府补贴全部取消家庭燃煤取暖。京津冀粉尘量大幅下降。但雾霾并没有减少，反而频率越来越高、重“雾霾”越来越多。

(4)中国“雾霾”与新能源应用比例正相关，与欧美不一样。中国新能源应用比例显著提升，风电、太阳能、水电发展速度和装机总量均居世界第一，但雾霾发生频率和严重程度不仅未能扼制和下降，却大幅提高。

雾霾成因

通过对气溶胶颗粒的成份进行DNA测序，发现1300多种微生物。表明中国雾霾频发和严重性与我国东部地区水土环境面源污染、大量滋生微生物种群有直接关联。长期以来，我国经济发展方式粗放，产业结构和布局不合理，污染物排放总量居高不下。如北京已被2000多座垃圾场包围，每天垃圾处理缺口8000吨，仍以每年8-10%速度增长。见图3-4。面对严峻形势，我国加强土壤环境保护和污染治理，坚决向土壤污染宣战。

中国严重雾霾快速形成与扩散，与微生物繁殖有关。微生物繁殖速度惊人。图5表明，当微生物飘移到大气中吸附在气溶胶凝结核表面，进入生命周期迟缓期;当土壤中水分蒸发，携带氨氮营养物与气溶胶凝结核结合，为微生物生长提供水分、养料和氧气，使微生物进入对数生长期。

附着在气溶胶颗粒上的微生物在适宜条件下迅速繁殖，使气溶胶体积迅速增大，最终形成雾霾。如常温常压下，气溶胶颗粒只有0.1微米，但随微生物迅速繁殖，体积可迅速增长到2.5微米、5微米，甚至10微米。图6显示雾霾指数突变，左图最高点在中午12∶00附近;右图最高点在凌晨00∶00附近。按传统解释，指数高点应有污染突发性事故发生，但事实上并没有，这只能用微生物快速分裂解释。

雾霾天气主要是发展方式粗放、产业结构和能源结构不尽合理造成的，其根源还在化石能源，一个是烧煤，一个是燃油，另外发展方式比较粗放，排放了大量的污染物，具体原因如下：1. 大气空气气压低，空气不流动是主要因素。由于空气的不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。

2. 地面灰尘大，空气湿度低，地面的人和车流动使灰尘搅动起来。

3. 汽车尾气是是雾霾的一个因素。

4. 工厂制造出的二次污染。

5. 冬季取暖排放的CO2等污染物。

治理雾霾措施

据易碳家了解，中国的发展与其他工业化国家的发展过程区别很大，治理雾霾的方式就应当有所不同。

首先，中国城镇化进程是前无古人的。城镇化发展的规模大，每年超过1600万人口进入城市，要生活、工作，进而带来交通等问题。显然，其他发达国家不可能有这么大规模的城镇化运动。

第二，我们的工业结构与发达国家不同。发达国家在发展的过程中，尽管工业发展得很快，在国民经济中所占的比重也有所上升，但从来不会超过第三产业，第三产业从来都是处于一个比较高的位置。而我国的工业占GDP份额长期以来是超过第三产业的，我们的投资规模很大，但是治理相对滞

后，投资的速度永远大于治理的速度，所以导致污染物一直累积和提升。

第三，我们的“先污染后治理”的观念还没有扭转过来，“可持续发展”很难落到实处。政府考核的是GDP，很多人的意识都是“可以允许一定程度上的污染，但是我得先挣钱，我得先发展”，这与我们目前所处的发展阶段有关。

第四，有法不依，执法不严，违法的成本和代价远低于守法的成本、代价。我国有各种环境标准，也有各级环保部门。但是我们现在有一部分环保监管人员和污染企业已经变成“猫鼠成为好朋友”了，处罚就是象征性的，污染企业成为政府的“摇钱树”。这与发达国家“法律就是法律，标准就是标准，媒体老百姓都可以来监管”完全不相同。但是我们现在在强势政府的政治环境之下，政府如果不作为，如果与企业同流合污，那么我们这个环境就没法治理。这个很难改变，但也正是我们要改变的。

第五，中国的制造业和污染源过度地聚集在一起。相对而言，欧洲的产业布局就比较注重资源均衡配置。中国因为行政权力的高度集中，造成对经济资源的相对垄断。比如北京，本来是政治文化中心，不具备水资源和良好的气候等发展工业的条件，但是不少高污染、高耗能的企业都搬到这里来，有的企业最后又被搬走。还有最优质的教育资源、医疗、文化、交通资源统统都垄断在北京。如果把清华大学搬出北京，至少会减少50万人口。如果把首都第二机场放到唐山，至少为北京减少50万的流动人口，相应的服务产业将为唐山增加10万-20万的就业机会，唐山就不会只关注生产钢铁了。所以，当行政资源的高度集中造成经济资源的高度垄断后，污染源也集中了。

治理雾霾最主要的方法是减少排放。目前各种化石能源的大规模使用是造成雾霾天气的最主要原因。要想从根本上解决雾霾问题，最有效的方法就是减少排放。大家想想，发电需要燃烧煤，而实际上被燃烧的煤只有不到30%被转化成了电能，其余的都被排放了。汽车、轮船等机械需要石油，同样的，发动机也只是将不足30%的石油转化成了动力，其余的也都被排放了。也就是说我们使用能源是“大手大脚”的，利用得少，排放得多。减少能源的使用是不现实的，而清洁能源远不能满足需求，且价格昂贵。如果现有能源能利用70%，而排放30%的话，环境问题与能源问题会同时得到解决，人类社会也会得到可持续的发展。目前，网络上披露了一种非传统的发动机，是中国人发明的，名叫“往复式转子发动机”，有望实现人类的这一愿望。期望这种机械能早日面世。还有，就是多植树。“APEC蓝”之反思

APEC蓝指2014年11月12日9:00中国环境监测总站检测北京水立方附近天空的三基色数据：R=50、G=100、B=180。

虽然人们都希望头顶上的蓝天永远存在，但是治理环境绝不是简单的一次、两次APEC会议所能解决的—这也绝非常规、常态的治理手段。

正所谓“病来如山倒，病去如抽丝”，雾霾的出现也不是一时半刻的污染所致，雾霾的出现也不是一个或两个污染工厂所致，可谓量的积累达到一定程度已发生了质变，可是我们再想返回到原来那种纯净的蓝天白云的美好状态，并非易事。

正如发达国家曾经在工业化的过程中也遇到环境的污染问题，如英国的伦敦。治理环境也是经过一个漫长的过程。

目前，我国发展到了这个阶段，治理环境不仅只是治理环境而已，治理环境涉及到我国长期发展工业产能的淘汰的问题，涉及到这些产业自身的改革和发展，涉及到如何从不同层面来规范和改造这些产业，涉及到我国经济未来的发展方式，涉及到我们对整个污染环境产业的态度，以及对相关环保产业的发展支持力度，涉及到地方经济如何发展等诸多问题。因而我国的治理环境也不是一蹴而就的，也不是短期就能根治的，不仅需要一个长期的过程，更是一个系统工程。

另外，这次会议的召开，北京周边地区，河北、山西等地都进行了综合性的治理。可以说，之所以出现美丽的蓝天，周边地区的环境治理也起到了重要的作用，这就说明，环境治理也绝不是一地之举，需要各地区、各部门的相互配合。

在某种意义上，我国通过环境治理达到生态平衡是全国人民的共同利益，暂且舍弃某一地区的短期或眼前利益而为了全国人民的长期和长远利益也是值得的。

换言之，某些地方大型的高污染产业，不能只是看重本地的经济增速，而完全漠视环境效益，每个地区的污染行业如果能够从战略的高度，主动转型，降低能耗，技术创新，就会直接为治理环境做出了贡献。

不论如何，“APEC蓝”让我们看到了治理环境的希望，但人们更加希望这样的蓝天不是暂时性的蓝，而是永久的蓝；不仅是北京的蓝，更希望是整个天空的蓝。

结论：

中国雾霾不仅源于工业化进程中工业污染生成的二次气溶胶颗粒，还源于广大农村土壤、水源严重污染导致以微生物为主的二次气溶胶颗粒，两者叠加效应导致中国雾霾快速形成与扩散。

雾霾治理，一是从普遍性角度入手，减少传统二次无机气溶胶等凝结核产生。二是从特殊性角度入手，深入研究雾霾中微生物种群和分类。筛选起主要作用微生物，确定其种群的区域性集聚地，针对性制定治理举措;深入研究控制土壤等面源污染的具体举措，减少和阻断蒸发水分中氨氮等营养物;探索区域性与雾霾相关联的微生物群发生规律和治理办法。同时大力推进城市公共环境卫生，消灭城市卫生死角。

雾霾治理是一把双刃剑，从表征上看，中国雾霾很严重、发生频率高，但PM2.5浓度300-500mg/m3时对人体直接危害远低于欧美国家。这给中国政府治理雾霾提供一定空间，但雾霾特殊性也给中国政府带来治理复杂性，提高治理难度。

中国雾霾生成机理给我们敲响警钟。治理雾霾不仅是针对传统雾霾形成机理，还要根据中国雾霾特殊性，注重包括土壤、水源严重污染的治理修复，减少微生物飘逸和阻断微生物营养供给路径。通过全社会的共同努力，早日将雾霾形成的临界点降下来，治理雾霾的难题就迎刃而解。