疫情期间雾霾不减,究竟谁是罪魁祸首?

 

春节至今,京津冀及周边区域几度出现重度,雾霾的情况。由于疫情防控等原因,外出的人少了,机动车量明显降低,工厂也大多停产,让人不禁疑惑:雾霾到底因何而来?​...





春节至今,京津冀及周边区域几度出现重度,雾霾的情况。由于疫情防控等原因,外出的人少了,机动车量明显降低,工厂也大多停产,让人不禁疑惑:雾霾到底因何而来?

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?



记者|严岩

尾气排放是背锅侠吗?
钱兴是湖南人,每年春节都一路,从北京开车回老家。今年突发新冠疫情,他大年初三就从湖南返京,路过河北的时候下车加油,一停车就闻到了空气中,的酸味儿。“我就纳闷了,这一路上车辆可比,过去少多了,汽车尾气排放不是说,对雾霾影响很大吗?”钱兴的困惑并不鲜见:是不是这么多年机动车尾气排放成了大气,污染源的背锅侠?

特殊时期,到底谁是京津冀,地区雾霾的罪魁祸首?交通运输部规划研究院环境所所长,徐洪磊指出,春节期间的,京津冀及周边地区,公路货车和客车流量较平时分别,下降了77%和39%,这是此次雾霾问题,中的一个减少的“变量”。

但是,造成大气污染的,另外两大因素——采暖和工业,依然在发挥作用。清华大学环境学院院长贺克斌,指出,由于大量务工人员回乡,居民采暖需求增长,虽然部分农村已经完成了,煤改气煤改电,但还有1000多万户用,煤取暖,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。今年春节到日前与,去年同时段相比,农村地区衡量燃煤量,的co浓度增加了10%以上。另外是工业,贺克斌指出,工厂停工歇业主要集中在,加工业和轻工业,而高污染、高能耗的资源型行业,比如火力发电、钢铁等工厂则,依然常年运转,没有停工复工一说。“从污染物在线监测数据看,初一到十五期间,火力和钢铁行业污染物排放量较,节前下降约10%左右,焦化、石化、玻璃、有色等行业无明显,变化趋势。”
图|摄图网

中科院大气物理所的研究员王跃思是国家“大气灰霾溯源”项目组报告的执笔人,他对本刊提到了今年“春节”碰上“疫情”两个时间段的特殊性——罕见地替大气污染的研究者做了一个,控制变量的试验——“在机动车的数量显著减少,的情况下,北京及周边地区居然还能达到重度,污染的情况。这个控制变量的试验,结论是,即便把机动车量减没了,污染问题也不能完全解决,因而要加大其他污染排放,的管控”。

“但这并不意味着,可以推导出,大气污染与机动车的,尾气排放没有关系。就北京地区来说,机动车的尾气排放一直是北京最,重要的污染源。”王跃思强调。

根据生态环境部监测站点,数据分析,京津冀及周边城市自春节,到正月十五,二氧化氮(NO2)浓度同比下降30%左右。但2月10日和11日,随着复工复产,城市内交通流量,又开始明显增加。北京市PM2.5组分监测显示硝酸盐占,比大幅上升,而硝酸盐正是抬升PM2.5浓度的主要因子。一般情况下,人们对雾霾的,感知来源于视觉。

视野范围内的能见度变低,尤其是高楼的轮廓在烟雾,的笼罩下显得模糊不清时,“霾来了”就会成为一个自动的联想。那么,到底什么形成了“霾”?首先,视野范围内能见度的变化,主要是由于大气中颗粒物“作怪”所致。而空气中的多种,微小颗粒物以及硫酸、硝酸、含氮化合物等化学物质,组成的气溶胶系统便是“霾”这一大气现象的组成部分。
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,他告诉本刊,“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(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‘戴一口罩’。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(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。

因而,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”。
燃煤依然是污染重头
马诚诚是河北唐山人,他很肯定地告诉我:“不要以为受疫情影响,工厂都会停工,我家这儿的炼钢厂就,没有停过。”

这些年,中国的钢铁年产量从,2014年的8亿吨,涨到2018年底突破9亿吨,占到世界钢产量的50%,而河北地区的产钢量据说就占到,了全国的一半。

在马诚诚的印象里,每次回家,遇上云雾天的,次数就特别多,而钢铁厂的烟囱冒出,的浓烟,以至于稍远一点的山头就看,不出轮廓,厂家通常都需要在公,路上反复洒水,这样才能勉强不让工业,烟尘干扰交通。根据中钢协的统计,2020年1月,全国日产粗钢267.16万吨,环比增长0.56%。

炼钢炼铁厂没停工的判断,马诚诚靠经验,王跃思则凭卫星地图。“河北东部、天津南部和北京的东南角,在卫星遥感二氧化氮柱总量分布图上总显示出,是一个红色的点,红色就意味着点源排放。其实春节以来,不仅仅是钢铁企业没有,停工,其他重工业也,都在加班加点。众所周知,钢厂和药厂是河北的,支柱产业,重化工集中在天津南部,而北京市仅存的一点工业,制造均集中在北京东南地区。这些工厂往往都有,不可间断的工序,因而需要24小时倒班、全年运转。这些污染源在晴天的情况,下就会被卫星探测的一览无余。”

炼钢厂的原材料就是铁矿、煤、炭等。平安证券2019年12月发布《钢铁行业原料,专题系列报告》,仅钢铁行业耗煤量,近几年稳中有升,每年商品煤耗煤量占,全部行业耗煤量15%以上。燃煤产生的二氧化硫,便是王跃思口中的“硫酸盐”主要来源。

不仅如此,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?我去工厂调研的时候,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。

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。
燃煤依然是污染重头。图为山西某地的燃煤发电厂


自2017年推行的煤改气政策,背后驱动力就是针对散煤,的治理。据专家对煤炭和天然气在,相同能耗下排放污染物量的对比分析,两者排放灰粉的比例,为148∶1,排放二氧化硫比为700∶1,排放氮氧化合物比为29∶1。不过,需求陡增,供应端却明显不足,仅2017年国内天然气产销,缺口达到1099亿立方米。“这些地方发生限气的重要原因之一就是,中国天然气储气库不足,大量依赖进口。很多地方政府确实努力在,推行煤改气,管道都建在那儿了,就是供应不了气。”王跃思告诉本刊。自此,中国明显增加天然气基础设施,建设,一边寻找新的气源,甚至还开辟了海上,北极航线,从俄罗斯北极圈,气田运气回国。

短期来看,政府试图通过强大的执行,推力去改变北方的能源结构。但长期来看,即使天然气能够解决供应,问题,其高昂价格也未必是,普通农户承受得起的。“天然气的价格基本上是,煤价的3倍左右。”曾在中石油工作的王晓伟,告诉本刊,“除了气源不足,农村地区天然气的管网设施,也不完善,利用率低,燃气企业需要在前期大量投入用来,升级能源消费设备,比如更换智能燃气表。即便目前地方政府有补贴,但由于价格管控,目前市场上天然气的价格还低于,进口的天然气价格。所以供暖季对于,天然气的需求越多,亏损就越大。”迫于天然气供应的压力,生态环境部也相应,放宽了限制,允许改造没有完工的地区继续沿用,过去的燃煤取暖。

截至2018年底,京津冀及周边地区、汾渭平原农村地区完成,散煤治理1000万户左右。今年采暖季前,各地预计完成约700万户,总数将达到1700万户左右,但依然有1000,多万户用煤取暖。贺克斌指出:由于春节期间,大量务工人员回乡,居民采暖需求增长,今年春节到日前与,去年同时段相比,农村地区衡量燃煤量,的co浓度增加了10%以上。而这些,都构成了2月中旬,华北地区重度污染的源头。
不利气象作怪
2月13日,北京PM2.5浓度为197微克/立方米,到了2月15日就降到,了6微克/立方米——短短几天内,PM2.5的数字经历了一番“过山车”的涨跌。如果前述的所有变量都,没有变,机动车依然少,工业和采暖都照常排放,到底是什么变了?

生态环境部环境规划院大气环境部,研究员雷宇表示:气象条件变了,大气环境容量也变了。

就这两天而言,北京大气容量的,差异高达30倍以上。大气环境容量是一个动态,的概念,是一个城市、一个区域空气质量达标时,最大能容纳各种大气,污染物的排放量,其大小会因气候、气象条件等因素,影响而动态变化。同样的排放量,碰上气象条件非常不利,PM2.5浓度就会很高;如果气象条件比较有利,PM2.5浓度就会很低。

另一方面,气象条件对大气污染,过程的影响程度,远超过普通人的直观感受。“在一个好的气候条件下,污染物可以随着气流输送到,其他地方,而逆温层则会抑制对流,的产生。逆温层的出现和静稳,气象条件极不利于污染物扩散。”中国环境科学研究院研究员岳欣告诉,本刊。而历史上,1952年的伦敦煤烟雾事件,就与逆温“作怪”有关。

对流层中,气温一般随高度,增加而降低,但由于气候和地形,条件影响,有时会出现气温随高度增加而,升高的现象,这便是逆温现象。逆温鲜见于夏季,原因是夏天的时候,近地面温度较高、上层空气较冷,形成“下暖上冷”的温度分布,底层的热气流会抬高、上升,则有利于污染物,的垂直扩散。

岳欣曾去山西晋城做调研,用激光雷达观测时,他清晰地看到,了逆温层的变化。“你可以把逆温层理解为,一个盖子,这个盖子有时候高,到1000米以上,有时候低到100米。盖子之下,是那些无法扩散,出去的污染物。”岳欣说,“盖子越低,同一区域污染物积聚的,浓度便是几倍的差距。”一般情况下,若污染物浓度过高,甚至不需要辅助的设备,人们用肉眼就,能看到逆温层的存在。“之前也有人在爬,香山的时候看到了逆温层,就是一个糊在天际的盖子,一层偏棕色的过渡色。”岳欣回忆。

与此同时,华北地区的地形也会使重度,污染雪上加霜。由于华北平原三面环山,凡遇偏南风,南部区域的污染物会在风力,的作用下,向北输送,甚至堆积在山脚下,重污染便跑不掉。岳欣表示,“如果没有污染物的排放量,偏南风的输送结果就会,形成雾。所以,此次持续数日的,重度雾霾天气,正是污染物排放量依然,巨大,叠加不利的气象条件导致,的结果”。
图|摄图网

但这并不意味着“污染只能靠风吹”,在等待气象条件转变之外,我们有很多事情可做。“现在重度污染天气是可以,提前预报的,管理部门就应该提前把那些,重度污染源头关掉或做升级管理,做好提前减排的工作,普通人可以做的就是,少开车。这样的话,即便极度不利气象条件确实,如约而至,但工业点源污染排放,减少了,本地机动车尾气排放也,少了,整体情况就会好很多。当然,各种条件都满足的,情况是比较理想的,大气污染的治理还是一个长期,艰苦的事情。”王跃思说。

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。”

(本文刊载于《三联生活周刊》2020年第9期)
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严岩  

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