今天的中國(guó)科學(xué)院大氣灰霾研究媒體通報(bào)會(huì)上，王建國(guó)講了上述經(jīng)歷。“可見(jiàn)人們對(duì)灰霾既恐懼、痛恨，又無(wú)奈。”前不久，環(huán)保部公布了2017年1月份全國(guó)空氣質(zhì)量狀況，其中顯示：京津冀區(qū)域13個(gè)城市PM2.5濃度同比上升43.8％。“霧霾”警鐘再次敲響。

空氣質(zhì)量總體向好，但在冬季差了

有統(tǒng)計(jì)顯示，北京市2016年P(guān)M2.5的平均值是73微克每立方米，無(wú)論是從地面觀測(cè)數(shù)據(jù)，還是從衛(wèi)星遙感觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，從2014年開(kāi)始，這一區(qū)域的空氣質(zhì)量在逐年好轉(zhuǎn)，但公眾的感受卻不明顯，為什么會(huì)這樣？

面對(duì)這一疑問(wèn)，中科院區(qū)域大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心首席科學(xué)家賀泓說(shuō)，2013年以來(lái)，全國(guó)空氣質(zhì)量總體向好，重度及以上污染天數(shù)占比逐步降低，優(yōu)良天數(shù)比例明顯上升。2013年~2016年，全國(guó)平均改善幅度在30％左右，污染更重的京津冀地區(qū)改善幅度更大。但與此同時(shí)，我國(guó)中東部的部分地區(qū)秋冬季節(jié)大氣污染防控的形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員程天海的一組研究數(shù)據(jù)，可以作為佐證：“PM2.5月平均低值出現(xiàn)在4月至9月，而高值出現(xiàn)在11月至（次年）3月。”

根據(jù)灰霾衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)成果，從灰霾問(wèn)題相對(duì)嚴(yán)重的京津冀地區(qū)來(lái)看，PM2.5年平均濃度從2013年開(kāi)始呈明顯下降趨勢(shì)。與2013年相比，2016年京津冀PM2.5濃度年平均值下降了26.5微克每立方米，下降幅度為29.7％。但在2014年至2016年間，北京市冬季供暖季的PM2.5濃度呈逐年上升趨勢(shì)，2016年冬季的PM2.5濃度高于前兩年。

賀泓認(rèn)為，可以說(shuō)（空氣質(zhì)量）總體上好了，但在冬季差了，這也印證了群眾對(duì)空氣污染的強(qiáng)烈感受。從某種程度來(lái)說(shuō)，在很多大氣污染事件中顆粒物濃度降低還遠(yuǎn)未達(dá)到能見(jiàn)度顯著改善的拐點(diǎn)，這是公眾還沒(méi)有明顯感受到大氣質(zhì)量改善的主要原因。

污染排放是內(nèi)因：二次顆粒物是PM2.5最大來(lái)源

PM2.5的來(lái)源都有哪些？

根據(jù)賀泓所在團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果，PM2.5來(lái)源包括直接排放和二次生成，即一次來(lái)源和二次來(lái)源。其中，PM2.5的二次生成是指排放到大氣中的氣態(tài)污染物通過(guò)多種化學(xué)物理過(guò)程被轉(zhuǎn)化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次有機(jī)氣溶膠等細(xì)顆粒物。

賀泓說(shuō)，一些污染源比如汽油車，雖然尾氣中一次顆粒物濃度不高，但在大氣中反應(yīng)后產(chǎn)生大量二次顆粒物，成為城市PM2.5的重要來(lái)源之一。研究表明，在我國(guó)中東部地區(qū)二次顆粒物對(duì)PM2.5的“貢獻(xiàn)率”常常高達(dá)60％，在成霾時(shí)二次顆粒物所占比例往往更高。

賀泓還提到，目前，科技界對(duì)二次顆粒物生成的機(jī)制還有很多不清楚的地方。例如，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，除了產(chǎn)生二次有機(jī)氣溶膠以外，還會(huì)產(chǎn)生臭氧和羥基自由基等氧化劑，氧化劑可以進(jìn)一步氧化二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物，分別生成硫酸鹽、硝酸鹽和有機(jī)氣溶膠，造成二次顆粒物爆發(fā)增長(zhǎng)。

農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等排放使華北地區(qū)形成氨超量的大氣環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，氨氣改變大氣化學(xué)平衡，在氣態(tài)污染物向顆粒物轉(zhuǎn)變過(guò)程中發(fā)揮重要作用。其結(jié)果是，和倫敦?zé)熿F事件相比，我國(guó)京津冀地區(qū)強(qiáng)霾事件中二氧化硫的濃度比倫敦?zé)熿F事件中要低得多，相差1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，但產(chǎn)生的細(xì)顆粒物卻相當(dāng)。

一個(gè)重要原因就是，大量的氮氧化物和氨氣排放增加會(huì)非線性地降低大氣對(duì)二氧化硫的環(huán)境容量，促使灰霾爆發(fā)。“這些僅僅是對(duì)大氣復(fù)合污染條件下導(dǎo)致環(huán)境容量下降的初步認(rèn)識(shí)，類似這樣二次顆粒物爆發(fā)增長(zhǎng)致霾的機(jī)制還有很多認(rèn)識(shí)不清楚的地方。”賀泓說(shuō)。

不過(guò)有一點(diǎn)是賀泓可以確定的，即污染排放是霧霾形成的內(nèi)因。

氣象條件是外因：40年來(lái)京津冀風(fēng)速減小37％

以低風(fēng)速和逆溫為特征的不利氣象條件，是科學(xué)家眼中霧霾形成的外因。

賀泓出示了一份氣象資料統(tǒng)計(jì)，其中提到，近40年來(lái)京津冀年平均風(fēng)速逐年減小，減小幅度達(dá)37％，尤其是對(duì)京津冀污染物擴(kuò)散有利的北風(fēng)頻次和風(fēng)速都顯著下降。

不僅如此，內(nèi)因和外因之間也存在正反饋機(jī)制。

賀泓說(shuō)，排放到大氣中的PM2.5一定程度上會(huì)削弱到達(dá)地表的太陽(yáng)光強(qiáng)度，導(dǎo)致地表溫度下降，而上層顆粒物中的吸光性物質(zhì)會(huì)提高該層大氣的溫度，從而形成下冷上熱的穩(wěn)定大氣結(jié)構(gòu)，空氣對(duì)流減弱，邊界層高度下降，進(jìn)一步加劇污染狀況。

“正是這種內(nèi)外因交織、特別是二次顆粒物生成的機(jī)制不明大大增加了灰霾問(wèn)題的復(fù)雜性和治理的艱巨性。”賀泓說(shuō)。

通過(guò)分析英國(guó)倫敦?zé)熿F事件、美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件、日本四日市哮喘事件，賀泓團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這些地方的做法是采取嚴(yán)格立法和執(zhí)法、污染控制技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等“組合拳”，經(jīng)過(guò)20~40年的努力，使空氣質(zhì)量得以改善。

至于我國(guó)，面臨的灰霾問(wèn)題更加復(fù)雜，能源稟賦、地區(qū)差異等更加不利。僅以能源來(lái)看，王建國(guó)說(shuō)，我國(guó)的石油、天然氣資源匱乏，煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富，在能源結(jié)構(gòu)中占比近70％，居主導(dǎo)地位。隨著核能、風(fēng)能和太陽(yáng)能等新能源發(fā)展，煤炭的比例會(huì)逐步下降，但在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)其基礎(chǔ)地位不會(huì)發(fā)生根本性改變。

此外，近年來(lái)，機(jī)動(dòng)車、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活排放的強(qiáng)度顯著增加，導(dǎo)致各種復(fù)合污染加劇。

賀泓說(shuō)，全國(guó)空氣質(zhì)量總體在向好發(fā)展，但要從根本上解決灰霾污染，還涉及到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和普及控制技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本等諸多問(wèn)題，勢(shì)必需要經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)期的不斷優(yōu)化調(diào)整的階段。

對(duì)此，中科院也開(kāi)出一個(gè)治霾的藥方：力爭(zhēng)精準(zhǔn)治霾。賀泓舉了個(gè)例子，在二氧化硫和一次顆粒物排放總量已經(jīng)開(kāi)始下降的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)氮氧化物控制，加快實(shí)施區(qū)域揮發(fā)性有機(jī)物總量控制，同時(shí)積極推進(jìn)氨排放控制，著力打破大氣復(fù)合污染導(dǎo)致的環(huán)境容量下降的不利局面。