本文刊載于《三聯生活周刊》2020年第9期，原文标題《疫情期間，霧霾因何而起？》，嚴禁私自轉載，侵權必究

春節至今，京津冀及周邊區域幾度出現重度霧霾的情況。由于疫情防控等原因，外出的人少了，機動車量明顯降低，工廠也大多停産，讓人不禁疑惑：霧霾到底因何而來？ 這也相當于一次控制變量的大氣污染試驗：污染物的排放中，哪些變了、哪些沒有變？霧霾防治方向是否需要重新思考？

記者/嚴岩

燃煤依然是污染重頭。圖為山西某地的燃煤發電廠

尾氣排放是背鍋俠嗎？

錢興是湖南人，每年春節都一路從北京開車回老家。今年突發新冠疫情，他大年初三就從湖南返京，路過河北的時候下車加油，一停車就聞到了空氣中的酸味兒。“我就納悶了，這一路上車輛可比過去少多了，汽車尾氣排放不是說對霧霾影響很大嗎？”錢興的困惑并不鮮見：是不是這麼多年機動車尾氣排放成了大氣污染源的背鍋俠？

特殊時期，到底誰是京津冀地區霧霾的罪魁禍首？交通運輸部規劃研究院環境所所長徐洪磊指出，春節期間的京津冀及周邊地區，公路貨車和客車流量較平時分别下降了77%和39%，這是此次霧霾問題中的一個減少的“變量”。

但是，造成大氣污染的另外兩大因素——采暖和工業，依然在發揮作用。清華大學環境學院院長賀克斌指出，由于大量務工人員回鄉，居民采暖需求增長，雖然部分農村已經完成了煤改氣煤改電，但還有1000多萬戶用煤取暖，一噸散煤燃燒排放的污染物相當于電廠燃煤排放污染物的15倍以上。今年春節到日前與去年同時段相比，農村地區衡量燃煤量的CO濃度增加了10%以上。另外是工業，賀克斌指出，工廠停工歇業主要集中在加工業和輕工業，而高污染、高能耗的資源型行業，比如火力發電、鋼鐵等工廠則依然常年運轉，沒有停工複工一說。“從污染物在線監測數據看，初一到十五期間，火力和鋼鐵行業污染物排放量較節前下降約10%左右，焦化、石化、玻璃、有色等行業無明顯變化趨勢。”

中科院大氣物理所的研究員王躍思是國家“大氣灰霾溯源”項目組報告的執筆人，他對本刊提到了今年“春節”碰上“疫情”兩個時間段的特殊性——罕見地替大氣污染的研究者做了一個控制變量的試驗——“在機動車的數量顯著減少的情況下，北京及周邊地區居然還能達到重度污染的情況。這個控制變量的試驗結論是，即便把機動車量減沒了，污染問題也不能完全解決，因而要加大其他污染排放的管控”。

“但這并不意味着可以推導出，大氣污染與機動車的尾氣排放沒有關系。就北京地區來說，機動車的尾氣排放一直是北京最重要的污染源。”王躍思強調。

根據生态環境部監測站點數據分析，京津冀及周邊城市自春節到正月十五，二氧化氮（NO2）濃度同比下降30%左右。但2月10日和11日，随着複工複産，城市内交通流量又開始明顯增加。北京市PM2.5組分監測顯示硝酸鹽占比大幅上升，而硝酸鹽正是擡升PM2.5濃度的主要因子。

一般情況下，人們對霧霾的感知來源于視覺。視野範圍内的能見度變低，尤其是高樓的輪廓在煙霧的籠罩下顯得模糊不清時，“霾來了”就會成為一個自動的聯想。那麼，到底什麼形成了“霾”？首先，視野範圍内能見度的變化，主要是由于大氣中顆粒物“作怪”所緻。而空氣中的多種微小顆粒物以及硫酸、硝酸、含氮化合物等化學物質組成的氣溶膠系統便是“霾”這一大氣現象的組成部分。

我們比較熟悉的PM2.5是霧霾的主要成分，是指直徑小于或等于2.5微米的細顆粒物，實際上，細顆粒物的化學成分還包括硝酸鹽、硫酸鹽、铵鹽等。“一般情況下，北京市大氣中硝酸鹽的指标變高，通常就是和機動車尾氣排放有關。”王躍思說。

在大氣污染治理中，機動車的尾氣排放被稱為“移動污染源”。北京理工大學機械與車輛學院葛蘊珊參與了“國六”标準及不少重要移動源排放标準的制修訂工作，他告訴本刊，“一說到尾氣排放，大家容易想到柴油車後面冒的那種讨人厭的黑煙，但實際上現在大多數新生産的柴油車都會裝有顆粒捕集器，這也是柴油車尾氣排放達到标準的必備技術之一，我們常說給柴油車‘戴一口罩’。未來，正常工作的柴油車後面排氣冒黑煙的情況，就不太可能繼續存在了”。

但這并不意味着，機動車尾氣排放的管理得到了大幅改善。葛蘊珊補充，“現在出現的新問題是汽油車，也就是普通人開的乘用車。為了進一步降低油耗指标，現在比較流行的是缸内直噴增壓（GDI）技術。與傳統汽油車相比，會導緻排放更多數量的細小顆粒物，也就是會明顯增加排放顆粒物的數量（PN排放），這類顆粒物粒徑在200納米以下，雖然我們一般看不到汽油車的黑煙排放，但這些數量巨大的細小顆粒物對大氣中的PM2.5有重要作用，所以‘國六’排放标準中加強了對顆粒物指标的管控要求”。

關于機動車的技術不斷叠代，對機動車排放污染物的管理要求也不斷提高。“移動的污染源相比固定源的管控要難一些，比如大型工廠的煙囪，每一個煙囪國家都有國控點在監控，排出的污染物的量掌握得比較準确。但移動源就很難管控，每輛車的活動水平、活動範圍相差很大，單車的排放水平可能也相差很大。比如說五年前買的車是‘國三’标準的車，随着使用年限的增加，車老化了，排的污染物也會越來越多，但不可能采取強制措施要求大家立馬淘汰舊車換新車吧。話說回來，汽車尾氣排放與大氣污染肯定有關系，究竟占到多大的比重，在不同城市、不同季節甚至在一天24小時之内都是變化的。”葛蘊珊說。

王躍思指出，“機動車是北京地區最重要的污染源。隻是今年春節至疫情發展期間，機動車尾氣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濃度高達150微克/立方米以上，那麼再疊加機動車尾氣排放污染的話，就可能直接上300微克了”。王躍思的判斷與大氣污染的綜合防治有關——大氣污染物不可全部集中起來進行統一處理，隻靠單項治理措施、單一城市的防治管理，是無法解決區域問題。

因而，在大氣污染的防治過程中，環境生态部門提出了“2 26”城市這一概念。“2 26”城市以北京和天津為中心，外加周邊700公裡半徑内的4省所轄26個地級市。這個概念還有另外一個名稱，叫作“京津冀大氣污染傳輸通道”——研究員通過分析近10年的氣象觀測數據，京津冀及周邊“2 26”城市若處于相同的大氣流場時，這些城市會同步處于不利的氣象條件。王躍思說：“所謂通道，是指污染源所在位置跟氣流走向結合起來的一個概念。污染來源要一分為二，一個是城市自己排放的；另一個則受區域影響上風向傳輸過來的。比如刮東南風的時候，天津重化工企業的污染物跟河北東部鋼鐵廠的污染會一同跑到北京來。雖然北京的主要污染源是機動車的尾氣排放，但受到周邊工業燃煤的影響，環境顆粒物中硫酸鹽的比例就會快速提升，而北京本地不會産生如此大量的硫酸鹽”。

燃煤依然是污染重頭

馬誠誠是河北唐山人，他很肯定地告訴我：“不要以為受疫情影響，工廠都會停工，我家這兒的煉鋼廠就沒有停過。”

這些年，中國的鋼鐵年産量從2014年的8億噸，漲到2018年底突破9億噸，占到世界鋼産量的50%，而河北地區的産鋼量據說就占到了全國的一半。

在馬誠誠的印象裡，每次回家，遇上雲霧天的次數就特别多，而鋼鐵廠的煙囪冒出的濃煙，以至于稍遠一點的山頭就看不出輪廓，廠家通常都需要在公路上反複灑水，這樣才能勉強不讓工業煙塵幹擾交通。根據中鋼協的統計，2020年1月，全國日産粗鋼267.16萬噸，環比增長0.56%。

煉鋼煉鐵廠沒停工的判斷，馬誠誠靠經驗，王躍思則憑衛星地圖。“河北東部、天津南部和北京的東南角，在衛星遙感二氧化氮柱總量分布圖上總顯示出是一個紅色的點，紅色就意味着點源排放。其實春節以來，不僅僅是鋼鐵企業沒有停工，其他重工業也都在加班加點。衆所周知，鋼廠和藥廠是河北的支柱産業，重化工集中在天津南部，而北京市僅存的一點工業制造均集中在北京東南地區。這些工廠往往都有不可間斷的工序，因而需要24小時倒班、全年運轉。這些污染源在晴天的情況下就會被衛星探測的一覽無餘”。

煉鋼廠的原材料就是鐵礦、煤、炭等。平安證券2019年12月發布《鋼鐵行業原料專題系列報告》，僅鋼鐵行業耗煤量近幾年穩中有升，每年商品煤耗煤量占全部行業耗煤量15%以上。燃煤産生的二氧化硫，便是王躍思口中的“硫酸鹽”主要來源。

不僅如此，我國目前電力生産主要靠火力發電，而火電廠也得靠燃煤生産電能。“春節期間也是環保管理比較松的時候，雖然工廠都會有污染排放管理的設備，比如脫硫、脫硝、除塵設備，但關鍵是有沒有開。如果開了，是否正常運轉？如果壞了，到底修沒修？我去工廠調研的時候，這些工廠所有關鍵生産所需的設備都有維修備件，但唯獨環保設施沒有，在生産不能停的情況下，一旦環保設備發生低效或是故障，污染排放立刻就超标了。秋冬季節華北地區造成大氣污染的主因，科學界目前也有一個共識，其中之一就是相對于較低的大氣容量，污染物的排放量依然過大，而這些污染物中至少70%是由化石燃料燃燒産生的。”王躍思說。

除了重工業的燃煤，冬季采暖也依然主要靠燃煤。重工業的工廠至少是集中燃燒，更糟糕的污染物排放則來源于“散煤燃燒”。所謂散煤，是一種小鍋爐、家庭取暖、餐飲用煤中廣泛使用的民用煤。據初步測算，一噸散煤燃燒排放的污染物相當于電廠燃煤排放污染物的15倍以上。

自2017年推行的煤改氣政策，背後驅動力就是針對散煤的治理。據專家對煤炭和天然氣在相同能耗下排放污染物量的對比分析，兩者排放灰粉的比例為148∶1，排放二氧化硫比為700∶1，排放氮氧化合物比為29∶1。不過，需求陡增，供應端卻明顯不足，僅2017年國内天然氣産銷缺口達到1099億立方米。“這些地方發生限氣的重要原因之一就是中國天然氣儲氣庫不足，大量依賴進口。很多地方政府确實努力在推行煤改氣，管道都建在那兒了，就是供應不了氣。”王躍思告訴本刊。自此，中國明顯增加天然氣基礎設施建設，一邊尋找新的氣源，甚至還開辟了海上北極航線，從俄羅斯北極圈氣田運氣回國。

短期來看，政府試圖通過強大的執行推力去改變北方的能源結構。但長期來看，即使天然氣能夠解決供應問題，其高昂價格也未必是普通農戶承受得起的。“天然氣的價格基本上是煤價的3倍左右。”曾在中石油工作的王曉偉告訴本刊，“除了氣源不足，農村地區天然氣的管網設施也不完善，利用率低，燃氣企業需要在前期大量投入用來升級能源消費設備，比如更換智能燃氣表。即便目前地方政府有補貼，但由于價格管控，目前市場上天然氣的價格還低于進口的天然氣價格。所以供暖季對于天然氣的需求越多，虧損就越大。”迫于天然氣供應的壓力，生态環境部也相應放寬了限制，允許改造沒有完工的地區繼續沿用過去的燃煤取暖。

截至2018年底，京津冀及周邊地區、汾渭平原農村地區完成散煤治理1000萬戶左右。今年采暖季前，各地預計完成約700萬戶，總數将達到1700萬戶左右，但依然有1000多萬戶用煤取暖。賀克斌指出：由于春節期間，大量務工人員回鄉，居民采暖需求增長，今年春節到日前與去年同時段相比，農村地區衡量燃煤量的CO濃度增加了10%以上。而這些，都構成了2月中旬華北地區重度污染的源頭。

不利氣象作怪

2月13日，北京PM2.5濃度為197微克/立方米，到了2月15日就降到了6微克/立方米——短短幾天内，PM2.5的數字經曆了一番“過山車”的漲跌。如果前述的所有變量都沒有變，機動車依然少，工業和采暖都照常排放，到底是什麼變了？

生态環境部環境規劃院大氣環境部研究員雷宇表示：氣象條件變了，大氣環境容量也變了。

就這兩天而言，北京大氣容量的差異高達30倍以上。大氣環境容量是一個動态的概念，是一個城市、一個區域空氣質量達标時，最大能容納各種大氣污染物的排放量，其大小會因氣候、氣象條件等因素影響而動态變化。同樣的排放量，碰上氣象條件非常不利，PM2.5濃度就會很高；如果氣象條件比較有利，PM2.5濃度就會很低。

另一方面，氣象條件對大氣污染過程的影響程度，遠超過普通人的直觀感受。“在一個好的氣候條件下，污染物可以随着氣流輸送到其他地方，而逆溫層則會抑制對流的産生。逆溫層的出現和靜穩氣象條件極不利于污染物擴散。”中國環境科學研究院研究員嶽欣告訴本刊。而曆史上，1952年的倫敦煤煙霧事件，就與逆溫“作怪”有關。

對流層中，氣溫一般随高度增加而降低，但由于氣候和地形條件影響，有時會出現氣溫随高度增加而升高的現象，這便是逆溫現象。逆溫鮮見于夏季，原因是夏天的時候，近地面溫度較高、上層空氣較冷，形成“下暖上冷”的溫度分布，底層的熱氣流會擡高、上升，則有利于污染物的垂直擴散。

嶽欣曾去山西晉城做調研，用激光雷達觀測時，他清晰地看到了逆溫層的變化。“你可以把逆溫層理解為一個蓋子，這個蓋子有時候高到1000米以上，有時候低到100米。蓋子之下，是那些無法擴散出去的污染物。”嶽欣說，“蓋子越低，同一區域污染物積聚的濃度便是幾倍的差距。”一般情況下，若污染物濃度過高，甚至不需要輔助的設備，人們用肉眼就能看到逆溫層的存在。“之前也有人在爬香山的時候看到了逆溫層，就是一個糊在天際的蓋子，一層偏棕色的過渡色。”嶽欣回憶。

與此同時，華北地區的地形也會使重度污染雪上加霜。由于華北平原三面環山，凡遇偏南風，南部區域的污染物會在風力的作用下，向北輸送，甚至堆積在山腳下，重污染便跑不掉。嶽欣表示，“如果沒有污染物的排放量，偏南風的輸送結果就會形成霧。所以，此次持續數日的重度霧霾天氣，正是污染物排放量依然巨大，疊加不利的氣象條件導緻的結果”。

但這并不意味着“污染隻能靠風吹”，在等待氣象條件轉變之外，我們有很多事情可做。“現在重度污染天氣是可以提前預報的，管理部門就應該提前把那些重度污染源頭關掉或做升級管理，做好提前減排的工作，普通人可以做的就是少開車。這樣的話，即便極度不利氣象條件确實如約而至，但工業點源污染排放減少了，本地機動車尾氣排放也少了，整體情況就會好很多。當然，各種條件都滿足的情況是比較理想的，大氣污染的治理還是一個長期艱苦的事情。”王躍思說。

在對此次疫情期間霧霾成因的追尋中，一些“不變的量”也為研究者提供了一些縱向思路。王躍思說：“近年來我國PM2.5濃度持續快速下降，到2019年全國337個城市PM2.5平均濃度下降到36微克/立方米，53%的城市達到了PM2.5年均濃度标準。總的來說，我們對于大氣污染的研究方向不會改變，但是研究的層次在逐漸加深。”

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