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图源：Pixabay
撰文｜冯灏李璐
今年春天，蓝天好像格外稀缺。
5月中旬，中国北部和西北部大范围再次遭遇沙尘，空气污染加剧。强风伴随沙尘使天空变成了灰色甚至刺眼的橙色，一些地区的能见度降到几公里[1]。
数据也证实了人们的感受。5月24日，生态环境部公布的1-4月空气质量数据显示，1-4月，全国339个地级及以上城市平均空气质量优良天数同比下降4.7%；平均重度及以上污染天数比例为3. 6%，同比上升2.0个百分点；PM2.5、PM10平均浓度分别同比上升了7.7%和15.9%[2]。
但今年初以来，人们开始在社交媒体感慨“雾霾又回来了！”
数据也证实了公众的感受：
公众环境研究中心（IPE）主任马军展示了一组数据——因气象条件和污染排放双重影响，一季度多地空气污染出现较为显著的反弹，反弹的指标主要为PM2.5和PM10两项。有些城市反弹的幅度还比较大，像北京，PM2.5比去年同期反弹了24.8%。根据蔚蓝地图数据平台的观察，比较显著的还有天津在27%、廊坊有26%。中西部地区的反弹幅度有些还更大一些，特别是在川渝地区，重庆反弹是31%，四川多个城市都在30%左右，像广安接近34%、泸州30%、内江29%。
从污染程度来看，陕西及河南问题最为突出。其中陕西咸阳、西安和渭南三市在168个重点城市中空气质量排名垫底，河南则在后20名中占据9席。
3月，生态环境部大气环境司司长刘炳江在例行新闻发布会上回应有关重污染天气的提问时表示“空气质量形势确实是不容乐观”[4]。
雾霾回来了？
大幅反弹的数据意味着什么呢？马军认为，反弹的内因是人为污染物排放的增加。疫情期间很多社会经济活动都受到了一定抑制，去年汽车消费相比疫情之前显著下降，今年有所恢复。同时，重工业在一季度处于一个较为景气的区间，像钢铁、焦化、水泥、建材相较去年都维持高位运行，交通运输也恢复了，带来的污染物排放在增加。
生态环境部大气环境司司长刘炳江在上述新闻发布会上解释空气质量形势时提到，“原来国家化解过剩产能的一些重点行业，通过产能置换合法合规新建的重大项目已逐步建成投产，产量在释放，带来的污染物排放量也在增加”，他解释说，同时一些地方极力追求经济增长，盲目上一些高耗能、高排放项目。
以煤电建设为例，研究机构“能源与清洁空气研究中心”（CREA）和“全球能源监测”（GEM）近日发布的报告指出，2022年，中国燃煤电厂的审批、开工大幅加速，新项目核准达到106吉瓦，相当于每周核准两个煤电项目，是2015年以来的最高水平。报告认为，在2022年获准的项目中，有60吉瓦在2023年1月前没有在建，但可能很快就会开工，这表明2023年会有更多的项目开工[5]。
绿色创新发展中心顾问张小丽梳理煤电项目批复[6]发现，动因中最频繁被提及的有：拉动经济增长、满足电力增长需求、调峰和优化煤电结构。比如，广东省总投资额达99亿元的两座1240兆瓦煤电机组的批复文本中，就提到稳住经济大盘、能源电力保供，发挥电力重大项目稳增长、促投资、保供电的作用[7]。
南方科技大学环境科学与工程学院助理教授朱雷告诉《知识分子》，人为排放被称作内因，是说现在我们还没有干净到那种无论东南西北风都不会污染的程度，可能有时候我们运气好一点，风向变一变、降水多一点，或者辐射变一变，就会改变污染的整体形势。
他解释说，所有的大气污染过程包括最后看到、测到的浓度，其实都是两个因素导致的，一个是化学，简单来说是我们的排放与二次生成，从排放到怎么生成这些颗粒物；另一个是扩散、化学、沉降条件决定了环境容量，即当时当地能容纳多少排放。
以颗粒物污染（PM）为例，我国当前在空间分布规律上呈现北方较南方严重的态势。一方面，北方的重工业多于南方，加上供暖；气象条件也很重要。如果把大气想象成一个杯子，杯子上有一个可以上下移动的盖子（大气边界层），如果这个盖子往下压，即使原来同样的污染排放，因为体积变小了，它的浓度就会翻倍；同理如果盖子往上提，它的浓度也会相应减少。很多时候因为北方天气比较冷，特别是昼夜温差比较大，导致北方的大气边界层要比南方低，特别是冬天夜间有时候可能只有一两百米，可以想象这些污染气体都被压到狭小的一两百米高度，那浓度肯定是非常高的。
今春来说，气象条件总体不利再加上沙尘的影响，就很大程度上消耗掉了今年春天北方的蓝天，从卫星的数据来看，相较于去年、甚至此前两年，重点区域无论京津冀、长三角还是汾渭平原空气质量都是变差了，但实际上是又回归到疫情之前的水平，朱雷说。
还有一些企业为了追求经济利润，违法违规排污。“在拼经济的背景下，在一些地区的环境监管有所放松。生态环境部前段时间突击检查的河南、陕西都存在监测数据造假的问题，无论在线还是手工的监测数据都有。”马军说。“有些在重污染预警期间本应该限产或停产的工序，实际上没有严格执行”。
蔚蓝地图数据统计显示，1季度全国共计发现28160例环境违规问题，涉气违规问题占比41.7%，违规问题主要包括大气污染物超标排放，不正常运行大气污染防治设施、通过篡改或者伪造监测数据逃避监管的方式排放大气污染物等。
搬来搬去，只能搬到最弱势的地方？
今年是“大气十条”施行的第十个年头，2013年，国务院发布的《大气污染防治行动计划》，这也许是我国近年来影响力最大的环境政策。回顾可以标记在中国治霾史上的那一年，全国平均霾日35.9天，创1961年以来的记录，华北中南部至江南北部的大部分地区雾和霾日数范围为50-100天，部分地区超过100天[8]。去年，全国重度以上污染天数的比例为0.9%[9]，改善是明显的。
根据蔚蓝地图收集的统计数据，过去十年间，全国的二氧化硫排放量从2006年的2588万吨下降到2021年度的274.8万吨，氮氧化物从2404.3万吨多万吨下降到988.4万吨，分别减少了89%和58.9%。马军说，这些都是在上了大量的治理设施，特别是脱硫、脱硝措施的基础上完成的，这些末端治理的手段经过十年的更新迭代已经达到较高的水平；如果进一步通过末端治理，难度就变得越来越大、成本也越来越高了。
南京大学大气科学学院院长丁爱军认为，进一步减排的科学支撑作用会越来越重要，换句话说，以前某些城市或者地区即使没有那么多的科学支撑，把所有的减排措施都做了，脱硫、脱销、除尘，对PM2.5而言可能效果也会立竿见影，但是现在同样的强度的措施就不能期待一样的改善效果。就比如PM2.5，其二次生成存在非线性，不仅依赖于前体物排放，也依赖于大气氧化性。一些新科学研究成果如何被环境管理部门正确认识、合理采用并执行到位，很多链条会存在脱节，不当的减排可能会取得适得其反的效果。
“比如说，管理部门通常不喜欢谈论跨区输送问题，因为一涉及跨区就容易出现管理责任和权限不清的问题。实际上，就是需要更科学、精准地认识这些区域相互影响，才能‘对症下药’、 ‘下靶向药’，并且让空气质量改善的经济成本真正降下来”。丁爱军说。
中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室王跃思等利用74 个重点城市观测结果发现，在 2013-2020 年的研究时段，西北地区二氧化氮和 PM2.5 浓度的年均下降幅度分别为 0.5微克/立方米和 3.9微克/立方米，显著低于东部地区和西南地区，二次污染程度正在恶化[10]。
研究分析我国工业产品产量发现，煤炭消费主要集中在电力供应、黑色金属冶炼及其他无机工业（如炼焦、硫酸、烧碱、纯碱、化肥）产业上。这些产业在西北地区的增量直接导致西北地区煤炭使用量的增加。与 2013 年相比，2019 年我国东部和西南地区火力发电增加 22.9% 和 −0.9%，西北地区增幅却高达 41.2%。
张宏亮认为，需要担心的反而是新开发的地方，当前没有环保压力而没有在规划和建设上面提前做准备？这是有可能的。再比如汾渭平原、四川盆地这些还没有发生根本性产业变化的地方，随着城市化的进一步推进，后面的空气质量就很难改善，甚至恶化。
“其实我一点都不担心京津冀的所谓污染反弹，它肯定是很有限的，我们不会再大规模又重新把高耗能重工业搬回来，一切回到过去。这些其实是已经发生了重大实质变化的地方，不论能源结构、工业结构，顶多就是大卡车管控相对松一些，交通排放上来一点，有一些反弹都是有限的。”张宏亮说。
2013—2020 年我国东部、西北、西南地区 6 种主要大气污染物浓度变化趋势，图源[10]
被忽略的臭氧
如果说PM2.5是春天空气质量的最重要的影响因子，那么臭氧是影响夏季空气质量的重要因素。
大量的流行病学研究证实，PM2.5是常规大气污染物中对人体健康危害最大的，可以通过上呼吸道沉降在呼吸系统不同部位，进入肺部诱发呼吸系统炎症，甚至把健康的肺细胞推上癌变之路[11]。部分超细颗粒物则能穿透肺泡进入血液，通过血循化影响全身。
正因如此，2013年我国制定“大气污染防治十条”的时候，基本上全面针对的是PM2.5，当时是基本没有考虑臭氧，中国科学院大气物理所研究所研究员孙扬说。
臭氧则是一种二次污染物，有很大的急性健康风险，主要来自氮氧化物与挥发性有机物的光化学反应，这一反应存在很多非线性过程。复旦大学环境科学与工程系教授张宏亮形容臭氧和PM2.5的关系就像跷跷板，经常一个高、另一个就偏低。“我们之所以用雾霾、灰霾这样的名称形容，因为颗粒物浓度如果特别高会降低能见度、遮挡光线、看不见太阳蓝天，而氮氧化物和挥发性有机物之间需要复杂的光化学反应产生臭氧，辐射高、温度高的时候化学反应最剧烈，也最容易造成臭氧的生成和累积”。
在PM2.5污染整体下降的大趋势下，朱雷介绍说，“我们现在讲臭氧震荡上升，实际上近10余年来来看是在逐年恶化，重点区域大概每年要上涨1.5%”。
而复杂的相互作用增加了基层环境管理的难度。
孙扬说，首先，削减PM2.5一般集中在烟气、尾气、扬尘的一次排放，大家一看就知道是污染物，也很好确定污染源，所以前期比较重视，成效也比较显著。而要降低臭氧首先要降低挥发性有机物，挥发性有机物基本是无色气态的，比如石化化工、装修刷漆、生产制药、机械建材加工的溶剂使用，这些在生产和使用的过程中挥发出来的气体大家一般感官上污染的感受不深，同时植物排放也占一定比例。这些气体有机物恰恰是生成臭氧最关键的原材料之一。
其次，除了气候变化等因素以外，在我国目前排放量较大的背景情况下，臭氧生成的两个前体物——氮氧化物和挥发性有机物——如果没有按照一定的科学比例降低，反而会更有利于它的生成。以前因为大气中氮氧化物浓度高，生成的臭氧一部分其实被氮氧化物又消耗了，现在因为控制PM2.5把氮氧化物减下来了，消耗臭氧的氮氧化物就少了，所以臭氧就显得在升高。
针对新出现的问题，清华大学环境学院教授王书肖说，污染物之间不是各自独立存在的，能够同时解决这些问题比一个一个解决更有效，这就是近些年被反复强调的“协同”。她做的一项针对2+26城市的研究显示，要实现PM2.5和臭氧同时达标，需要在2017年的基础上氮氧化物减排81%。“这个减排意味着什么？氮氧化物深度减排是实现PM2.5和臭氧污染协同治理的关键。但需注意的是，由于PM2.5和臭氧对前体物排放的非线性响应，短期内氮氧化物的小幅减排可能使臭氧浓度增加，因此需要考虑如何协同控制挥发性有机物和氮氧化物”。
这就涉及到氮氧化物和挥发性有机物的减排匹配，她分析了未来5-18年氮氧化物和挥发性有机物的协同减排路径，“假如挥发性有机物总减排是50%，那么，和18年减排50%相比，5年、10年、15年对于PM2.5和臭氧都有更强的健康效益和农作物产量效益，这凸显了十四五期间挥发性有机物控制的重要性”。
以北京市“十四五”大气污染治理措施为例，假如不考虑成本，只考虑不同措施对空气质量改善的贡献，那么，扬尘管控、推广新能源车对PM2.5浓度下降最为显著；而机动车管控措施特别是推广新能源车是最有效的。进一步考虑全社会成本的话，单位成本PM2.5和臭氧改善的措施中，推广低挥发性溶剂产品、道路扬尘管控则相对更为有效。
5. China permits two new coalpower plants per week in 2022，
6.广东省发展改革委关于阳西电厂二期工程7、8号机组项目核准的批复，
10. 唐贵谦, 刘钰婷, 高文康, 等. 警惕大气污染和碳排放向西北迁移. 中国科学院院刊, 2022, 37(2):230-237.
11. Hill, William, Emilia L. Lim, Clare E. Weeden, Claudia Lee, Marcellus Augustine, Kezhong Chen, Feng-Che Kuan et al. "Lung adenocarcinoma promotion by air pollutants." Nature 616, no. 7955 (2023): 159-167.
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