北京霧霾究竟來自何處（一）

今年春節期間，北京及周邊一些地區遭遇嚴重霧霾天氣，由於正值新型冠狀病毒肺炎肆虐，全國各地先後啟動一級應急響應，交通運輸、旅遊、餐飲和商業等經濟活動因此下滑，人員流動減少，這些行業汙染物排放減少，不少人都在問霧霾究竟來自何處？

一個網上盛傳的段子是：

初二起北京持續霧霾，到初五連續四天大氣重度汙染，是什麼原因造成的？

1. 大家都宅在家裡躲避疫情，大街上機動車稀少，證明汙染與汽車無關。

2. 春節放假了，大多數工廠停工了，證明與工業汙染無關。

3. 同理，建築工地靜悄悄，證明與工地揚塵無關。

4. 煤改氣了，煤爐砸了，周圍農村不許燒柴了，證明與生活汙染無關。

5. 一切娛樂活動停止了，證明與人多造成汙染無關。

6. 農村不許養豬了！豬屁也消失了！證明養豬與大氣汙染也沒多大關係。

7. 城市禁放鞭炮了，證明霧霾與放鞭炮無關。

8. 人都呆在家了，酒店關門飯館基本沒生意了，與餐飲汙染無關。

那麼，請問北京大氣汙染源到底是什麼？

這樣的表述貼近老百姓生活感觀，容易理解並獲得認同感，很博眼球，貌似有理有據，但卻存在不少漏洞，並不完全忠於事實。

1、平常機動車密集的城市大街機動車變得稀少是事實，排放少了很多也是事實，機動車汙染少了並不等於大氣汙染和機動車排放無關，只是機動車汙染因素在形成大氣汙染過程中的作用和以往相比暫時下降。機動車中小型轎車排放強度低，貨車尤其是載重貨車的汙染排放強度突出，春節期間還需要部分貨車保障節日生活物資運輸，保障部分企業生產運行。

2、春節放假是有很多工廠停工，這些工廠數量大，多數規模小，排放量不大，但還有一些工廠不停工，如煉油、化工、電力、熱力、鋼鐵、焦化、有色、建材、製藥等，這些工廠不停工有的是工藝和技術特點決定的，需要連續生產，有的是為了滿足國計民生的基本要求，有的是出於履行供應合同與經濟效益的考慮，這些企業數量雖然相對少，但是規模大，是汙染物排放的主力。生活在北京是看不到太多大煙囪，但如果乘高鐵從天津往南，很快就能看到呼呼啦啦工廠排放，開車經過唐山也能感受到濃烈排放的氛圍，這類工廠除非檢修或被強制關停，一般都是不停工不打烊，一直是排放的主力軍。

3、建築工地的確不是影響春節大氣汙染的主要因素。除非一些緊急和戰略性重點工程施工外，春節期間建築和道路施工作業停工現象比較普遍，減少了很多揚塵，但我們也知道裸露工地和土地也可能產生揚塵，和春節放假停工無關。各種揚塵中PM

4、生活煤改氣減少了大氣汙染物排放是事實，在北京市區很難看到煤炭散燒，但北京農村煤改氣煤改電也還不能做到百分之百完成，主要是在遠郊區縣和山區。加上工業用煤和發電供熱用煤，北京每年還會燒掉幾百萬噸煤炭。近兩年京津冀及周邊地區的煤改氣煤改電也做了不少，但是煤炭散燒數量依然巨大，煤炭散燒沒有任何汙染物處理措施，比煤炭集中使用造成的汙染嚴重得多，這是一個不能忽略的重要汙染源。

5、娛樂活動停止不等於人不活動，只要人活著，就有吃喝拉撒行為，就會有商品消費，就會有能源消費。人口越密集，消費規模就越大，引起的排放就越多，只不過人的日常活動直接引發的排放並不是大氣汙染的主要原因。

6、養豬養牛不管選擇在什麼地方，養殖業還是存在的，養殖業的排放也會存在，除非人們改變飲食習慣，不吃養殖的動物。如果關心豬屁牛屁，除了對大氣汙染的影響，可能更要關心它們對全球氣候變化的影響。

7、鞭炮禁放可以減少局部區域內噪音汙染、減少火災和傷亡事故隱患、減少垃圾清運，但鞭炮燃放汙染空氣、加劇短期大氣汙染毋容置疑。以北京為例，今年春節煙花爆竹禁放區擴大，除了五環路以內外，還包括郊區的部分區域，但北京市禁放面積共約4354平方公里，只佔全市總面積的26.4%，劃定禁放區域可消除局部區域煙花爆竹燃放，但其他區域燃放加劇空氣汙染的問題依然存在。

8、酒店餐飲不營業可以減少部分汙染物排放，人們只好自己做飯，把排放轉移到家庭。不過酒店餐飲行業的排放本來也不是主力，對大氣汙染的形成沒有高強度影響。

總的來說，北京春節霧霾的形成和人們直觀生活感受會存在差別，大氣汙染排放來源並沒有因為春節放假和疫情防範而消失，排放符合國家標準要求並不等於沒有排放。空氣汙染有本地排放因素，有外地排放因素，這些因素在不同的天氣條件下發揮的作用和大小會有不同，區域間汙染物傳輸方向、多少和快慢都取決於特定天氣情況，汙染物也有可能混合交織。京津冀及周邊區域排放超負荷問題一直存在，一旦氣候條件合適，就容易導致霧霾天氣。一般而言本地汙染物排放是基礎，外來汙染物會強化汙染程度。北京市生態環境局2018年5月發佈的PM

下面這個2017年年初上傳的視頻（霧霾來襲過程），拍攝地點位於北京東三環，記錄了當時霧霾從南向北進入北京市區的過程。

對於今年春節期間的重汙染天氣形成的具體原因分析，專業人士已經做了詳細解讀（五位專家解讀春節霧霾成因）。

為了更好地理解大氣汙染問題，下面再做一些展開的介紹和分析。

大氣汙染產生的本質就是汙染物排放超過了環境的承載容量能力，地理、氣象和氣候等條件可能會加劇或弱化大氣汙染的程度，這個是共識。汙染物排放有火山噴發、森林火災、土壤裸露揚塵等自然來源，但更主要的是人為汙染物排放。環境容量有極限，地理、氣象和氣候條件左右不了，要控制大氣汙染，人們能做的就是控制人為汙染物排放。

一、影響人為汙染物排放的基本因素

人為大氣汙染物排放除了施工作業和道路揚塵外，能源燃燒利用是產生汙染物排放的重點，汙染物排放量與排放強度、經濟產業狀況、人口密度等多種因素都相關。

（一）人口密度。人口密度高低和人類活動強弱及汙染排放多少有基本對應關係，人口密度越高，人類活動越頻繁，汙染物排放就會越多。根據世界銀行的統計數據，2018年我國大陸每平方公里人口密度之高在全球220個國家和地區中排名68位。但是，由於人口和經濟活動主要集中在黑河到騰衝的胡煥庸線以東一側，這一區域面積只有全國約四成，卻集聚了全國超過九成的人口，這樣來算東側人口密度相當於全球排名第36位。東側人口和經濟活動又集中在沿海省市（含北京），這樣測算沿海省市人口密度相當於全球排名21位，高於印度的人口密度。沿海省市又集中在京津冀魯、長三角和珠三角地區。京津冀魯人口密度相當於全球排名17位，長三角和珠三角人口密度排名更高。京津冀魯豫的人口密度和京津冀魯相似。

（二）經濟發展。無論從國際還是國內看，大致上經濟落後地區排放強度低，經濟發展中地區排放強度升高，經濟發達地區排放強度回落，分別對應以第一產業為主、以第二產業為主和以第三產業為主的不同經濟結構，第二產業是能源消耗和排放的主導領域。從世界銀行統計數據看，發達國家收入高，第二產業GDP佔比一般在25%上下，經濟落後的低收入國家第二產業GDP佔比在17~25%，發展中的中等收入國家第二產業GDP佔比一般在30~40%，中國第二產業GDP佔比目前約40%，過去更高，一直高於中等收入國家水平（圖1）。

圖1 不同發展階段國家第二產業的GDP佔比（資料來源：世界銀行）

從京津冀魯來看，雖然2018年北京第二產業只佔其經濟20%，低於全球高收入國家的平均水平，但天津第二產業佔比比北京要高出一倍，達到40%，山東和河北各自第二產業佔比分別達到44%和45%。而山東和河北的經濟總量在這一區域佔比高達70%，在區域能源消費和汙染物排放中起主導作用。

按照官方統計數據，2018年河北省在全國2%的國土面積上，生產了全國4%的水泥、燒鹼和化肥、6%的火電量、9%的純鹼、11%的焦炭、14%的平板玻璃、24%的鋼材、26%的粗鋼和28%的生鐵，同時排放了全國7%的二氧化硫、8%的氮氧化物和10%的煙（粉）塵，創造了全國4%的GDP。如果加上山東，則兩個省在全國3.6%的國土面積上，生產了全國7%的乙烯和硫酸、9%的農藥、10%的水泥、11%的化肥和塑料、18%的火電量、20%的焦炭、23%的平板玻璃、25%的純鹼、33%的燒鹼、鋼材和粗鋼以及36%的生鐵，同時排放了全國15%的二氧化硫、18%的氮氧化物和17%的煙（粉）塵，創造了全國12%的GDP，這樣的強度和密度，是京津冀魯地區難以承受之重。

（三）能源利用。無論是工農業生產、陸海空交通運輸、發電和供暖製冷等各種活動都離不開能源燃燒利用。能源利用引發的汙染物排放既與能源利用總量有關，也與能源結構和能源利用效率有關。能源利用越多則排放越多，清潔能源利用越少則排放越多，能源利用效率越低則排放越多。中國創造了世界約15%的GDP，依託的是世界約19%的人口，消費了世界約23%的能源，排放的溫室氣體佔比就更高，經濟發展和能源利用的效率都還有待進一步提高。近年來中國努力優化能源結構，推動能源清潔低碳發展，貫徹能源革命戰略，取得了很大成績，但能源消費結構中高排放化石能源佔比過大，低排放化石能源天然氣和非化石能源合計只有22%，而全球能源消費結構中天然氣和非化石能源佔比接近40%，不少發達國家天然氣和非化石能源佔比更高。國際發展經驗表明，能源消費逐漸清潔化的過程和空氣質量改善的進程存在明顯的相關性。

從京津冀魯地區來看，能源消費強度過大，清潔能源比例太低。京津冀魯只佔全國國土面積3.9%，卻消費了全國19%的煤炭，也消費了19%的電力。北京大力發展氣代煤和電代煤，本地清潔能源佔比提高很快，天然氣消費佔比達到三分之一，每年煤炭消費量還有大約4百萬噸。但天津的煤炭消費大約是北京的10倍，天然氣佔比要低很多。河北消費的煤炭更是接近3億噸，煤炭在其能源消費結構中佔比超過80%，天然氣只有約6%；山東消費的煤炭大約4億噸，佔其能源消費總量近四分之三。如果加上內陸的河南和山西，這六個省市佔全國國土面積7.4%，消費了全國34%的煤炭和28%的電力，區域用能和排放強度之高可想而知。

二、環境容量、地理、氣象和氣候因素

環境容量是指在一定環境質量目標條件下，一個區域內各環境要素如水、大氣和土壤等所能容納某種汙染物的最大量。大氣環境容量指某一範圍內達到或滿足大氣質量標準所允許的各種大氣汙染物的最大排放量。影響大氣環境容量的因素包括大氣汙染物的環境化學特徵、區域環境目標、地理、氣象和氣候特徵等，這些因素在不同區域的不同特點都會影響環境容量。以北京為例，即便和其他一些大城市的大氣汙染物特徵和區域環境目標相同，但北京三面環山，不利於汙染物擴散，冬季又需要採暖，能源用量增大，環境容量就會受到更多約束。

根據清華大學郝吉明和許嘉鈺等人2017年的計算，以京津冀地區的網格平均地面PM_2.5年均濃度達到環境空氣質量標準（GB3095—2012）為約束條件，該地區二氧化硫、氮氧化物、一次PM_2.5、揮發性有機物和氨氣的環境容量分別為60.9萬噸、74.5萬噸、29.5萬噸、132.2萬噸和626萬噸。生態環境部環境規劃院蔣洪強和劉年磊等人同年的計算結論也相似，京津冀地區二氧化硫、氮氧化物和一次PM_2.5的環境容量分別為66.8萬噸、79.8 萬噸和 28.0萬噸，而實際排放超載率分別高達235%、263%和316%，其中細顆粒物排放超載最為嚴重。

特定的氣象和地理條件會加劇或弱化大氣汙染物的區域傳輸。根據北京大學劉樹華和中國氣象科學研究院繆育聰等人的研究，京津冀地區地理環境對大氣環流形成、大氣邊界層結構及大氣環境容量具有顯著影響；西南至東南方向的風是導致京津冀地區區域大氣嚴重汙染的重要外來汙染物的傳輸通道，汙染物的區域輸送對京津冀地區嚴重汙染的形成和維持有不可忽視的影響；京津冀地區山谷風、海陸風和城市熱島環流會使汙染物循環累積，也是京津冀地區形成重度汙染天氣的重要原因；大氣邊界層過程及其輻射效應直接導致邊界層結構變化、邊界層高度、大氣垂直擴散能力和大氣環境容量降低，大量的汙染物聚集在較低的邊界層內，為重汙染天氣的維持和加劇提供了動力和物質條件，是導致京津冀地區秋冬季容易形成汙染天氣的重要機制。北京市環境保護監測中心邱昀、李令軍等人通過綜合分析衛星遙感數據、地面PM

環境容量也會隨著時間的推移出現變化。河北省石家莊市氣象局韓軍彩、陳靜等人的研究表明，1961-2017年間石家莊大氣環境容量呈現顯著下降的趨勢，秋冬季下降趨勢更為明顯。河北省氣候中心範引琪、許啟慧等人通過分析1972-2013年河北省79個氣象站的觀測資料發現，42年間河北省區域大氣環境容量總體上也呈現下降趨勢，其中張家口、衡水和廊坊地區下降趨勢尤其顯著。這意味著區域大氣汙染物排放量即便保持不變，或者大氣汙染物排放量下降程度慢於環境容量下降程度，造成的區域汙染程度都會增加。

三、多重目標的兼顧與平衡

京津冀及周邊區域嚴重大氣汙染的形成非一日之功，各種排放因素的現狀是長期發展的結果，解決人口、經濟、能源等方面的問題難以一蹴而就。北京“奧運藍”、“閱兵藍”和“APEC藍””說明，只要願意為短期藍天目標付出代價，深度壓縮京津冀及周邊區域汙染物排放，立竿見影改善空氣質量也是可以實現的。但是否可把短期強力舉措變成長期政策，則需要考慮對經濟發展、產業調整、能源供應、財政收入、就業安置和社會運轉等多方面的影響，做到多重目標的兼顧和平衡。

近年來人們對環境保護的意識越來越強，對改善空氣質量的呼聲越來越高。國務院2013年發佈了《大氣汙染防治行動計劃》（簡稱《大氣十條》），提出到2017年全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年要下降10%以上，優良天數逐年提高；京津冀、長三角、珠三角等區域細顆粒物濃度分別下降25%、20%、15%左右，其中北京市細顆粒物年均濃度控制在60微克/立方米左右。2014年，《大氣十條》實施情況考核辦法的實施細則頒佈。2016公佈的中期評估結果顯示，雖然2013年～2015年全國城市空氣質量總體改善，各汙染要素濃度逐年下降，重度及嚴重汙染天數降幅顯著，但空氣質量仍面臨嚴峻挑戰，細顆粒物冬季汙染問題突出，夏季臭氧汙染也有所抬頭。北京在《大氣十條》實施的3年中，PM_2.5年均濃度由89.5微克/立方米下降到2015年的80.6微克/立方米，改善並不多，要達到2017年目標的差距還很大，需要北京聯合周邊省市共同努力才有可能完成。

為了能完成2017年考核任務，各地紛紛加強問責機制，多措並舉加大力度，減少汙染物排放源，控制排放量。在京津冀及周邊地區，除了淘汰鋼鐵過剩產能、取締“小散亂汙”企業、擴大禁煤區、淘汰小燃煤鍋爐、執行特別排放限值、嚴控機動車排放等多種措施外，還在採暖季對工業企業生產活動進行強制壓減，譬如要求鋼鐵產能限產50%，電解鋁廠限產30%以上、氧化鋁限產30%，有色再生熔鑄工序限產50%、焦化企業出焦時間延長至36小時（位於城市建成區的焦化企業要延長至48小時以上）、大宗物料錯峰運輸等；一些地方在居民清潔採暖改造過程中，有的在尚未落實好氣源的前提下就開展煤改氣工作，有的在配電網容量不足的情況下就實施煤改電；個別地方甚至在空氣質量自動監測裝置附近進行噴淋，或者干擾監測裝置的正常運行，意圖通過數據造假來達到滿足空氣質量指標考核的要求。

在強制高壓減排手段的推動下，《大氣十條》確定的空氣質量改善目標全面完成。根據環保部公佈的數據，2017年全國地級及以上城市可吸入顆粒物PM₁₀平均濃度比2013年下降22.7%；京津冀、長三角、珠三角等重點地區細顆粒物PM_2.5平均濃度分別比2013年下降39.6%、34.3%、27.7%；北京市PM_2.5年均濃度降至58微克/立方米。但強力減排也對部分地區經濟和民生造成衝擊，一些地方供氣和供電跟不上，導致部分群眾在煤改氣和煤改電後出現取暖困難。在2018年印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃（2018-2020）》和京津冀地區秋冬季大氣汙染綜合治理攻堅行動方案中，雖然維持採暖期錯峰生產要求，但嚴禁“一刀切”；在保障北方地區群眾取暖過冬問題上，除了保留原來的宜電則電和宜氣則氣，還增加了宜煤則煤和宜熱則熱。

強力減排措施的鬆動導致汙染物排放反彈，空氣質量總體轉差。2017年10月至2018年3月，京津冀及周邊“2+26”城市PM2.5平均濃度為78微克/立方米，同比下降25%，重汙染天數為453天，同比下降55.4%，均大幅超額完成下降15%的考核目標；北京PM2.5平均濃度最低，為53微克/立方米。但是到了2018年10月至2019年3月，“2+26”城市PM2.5平均濃度為82微克/立方米，同比上升6.5%；重汙染天數為624天，同比增加36.8%，和攻堅方案要求分別下降3%的目標背道而馳；北京PM

四、北京空氣質量改善有目共睹

北京是首都，人口聚集，作為政治、文化和國際交往中心，國際影響力也比較大，空氣質量的變化引人矚目。2019年，北京市PM2.5平均濃度42微克/立方米，相比2018年的51微克/立方米下降了9微克/立方米，創下了2013年監測以來的最低值；2019年PM10和二氧化氮首次分別達到70微克/立方米和40微克/立方米的國家標準。

北京近年來空氣質量大幅改善取得的成績也得到了國際社會的認可。2019年3月9日，聯合國環境規劃署組織在非洲內羅畢發佈了《北京二十年大氣汙染治理歷程與展望》，認為北京為全球其他城市治理大氣汙染提供了範例。

北京市通過提供經濟激勵、嚴格標準、完善監測、有效執法，大力實施鍋爐和電廠煤改氣工程、依據宜氣則氣、宜電則電的原則替代散煤使用、嚴格控制機動車汙染排放、提升油品質量、發展新能源汽車、調整經濟產業結構和治理揚塵汙染等多種手段，大幅消減了本地汙染物排放，再加上與京津冀及周邊區域的協同治理，推動北京空氣質量持續改善，取得了良好效果。

從北京能源消費結構來看，隨著煤炭消費量下降和天然氣消費量上升，空氣汙染物濃度穩步下降（圖2）。

圖2 北京能源消費結構與空氣汙染物濃度

但是，北京的空氣汙染指數仍然高於國家標準，和不少國際大都市空氣汙染指數的低水平相比存在的差距就更大，還需要北京市和津冀及周邊地區共同努力，加強區域聯防聯控，進一步減少汙染物排放。北京周邊區域空氣質量上不來，北京就難以獨善其身。2019年全國168個重點城市空氣質量排名倒數20名城市中，多數都集中在北京周邊地區，其中山東6個，河北5個，河南5個，山西3個，陝西1個。2020年1月的排名中，倒數20個城市河北佔據5個，山西5個，河南4個，山東2個，內蒙2，陝西1個，也集中在北京附近。

解決北京大氣汙染問題沒有單一的靈丹妙藥，不能急功近利。要加強京津冀及周邊地區的協同發展，更好地發揮市場在優化資源配置中的作用，促進產業結構升級，提高經濟增長效率，優化能源消費結構，提高能源利用效率，才能更好地從根本上減少區域大氣汙染物排放，改善空氣質量，滿足人民群眾對美好生活的嚮往。

【參考文獻】

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11、劉樹華、繆育聰等，《京津冀地區大氣邊界層結構和多尺度大氣環流對大氣汙染擴散影響的機理研究與展望》，第34屆中國氣象學會年會 S8 觀測推動城市氣象發展——第六屆城市氣象論壇論文集 2017。

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