兩位朋友對大氣環境容量問題進行學術探討，這有利於搞清楚霧霾大爆發的根本原因。

從山東省氣象部門霧霾研究課題（並得到其它兩項相互獨立的研究印證）看，山東省全省平均，2013年比前面變化不大的十餘年的霧和霾天數之和的平均數翻一番；2014年又翻一番，相當於2012年之前若干年平均的4倍，這相當於大氣環境容量至少縮減3/4（見圖）。

而2015年因為某種原因，霧霾天數連續兩年翻番式上升趨勢得到遏制，實現20%的下降，後面持續下降。2015年還沒有采取實質性的措施，任何單向變化的常規變量都無法解釋這種暴升和兩年後的快速下降。正是由於這種霧霾天數暴升又下降的突變，從大氣環境容量角度研究，應該很容易判斷是什麼原因導致這種過山車似的變化，也應該能夠迅速和容易的找到霧霾大爆發的真正原因。各位也可以自己判斷一下，是什麼能夠導致這種霧霾天數過山車似的變化。

圖：山東省歷年霧天數和霾天數之和，2013年之後是明顯的突變

老百姓的疑問是：藍天保衛戰的戰果不會只是PM2.5質量濃度指標，或者是治理酸雨的二氧化硫、氮氧化物、煙塵（可過濾顆粒物）等指標的數字上的下降吧？華北地區酸雨早就沒有了，霧霾雖然程度下降但還是依舊不輕；即使在空氣質量優良的日子，看遠處灰濛濛的情況更是普遍，難道還需要繼續用治理酸雨的措施，繼續治理霧霾嗎？

導致霧霾大爆發的是PM2.5粒數濃度（數濃度），這是可凝結顆粒物造成的，治理可凝結顆粒物才是對症下藥。只是因為多年來若干非主要領域的鐵腕治霾，以及摟草打兔子式而並非對症下藥（可凝結顆粒物）的高成本煙氣治理措施，季節性和臨時性錯峰生產等，使得PM2.5峰值和嚴重程度有所下降。當然，霧霾天數也一直在下降，就是太慢，即使在空氣質量優良的日子，看遠處灰濛濛的情況很普遍（北京除外，因為禁煤，北京的PM2.5相當於山東半島的煙臺和青島之間）。

藍天保衛戰目前的戰果是，PM2.5比2013年以及霧霾大爆發前下降50%，但霾天數和霧天數之和以及準霧霾天數仍大大高於霧霾大爆發之前。藍天保衛戰任重道遠，而並非相關部門孜孜以求的單一PM2.5質量濃度或治理酸雨的其他指標國際領先了，老百姓自然就能見到藍天了。因為沒有對症下藥，霧霾治理就做不到快速、低成本、精準。這距離依法、科學和精準治霾的要求相去甚遠。

顯然，大氣環境容量的概念，主要還是紙上談兵。搞清楚霧霾怎麼突然爆發的，對症下藥，華北地區目前的大氣環境容量會迅速增加一倍以上；而不是要砍掉60%的工業，削足適履，適合環境容量大大縮減後的情況。朋友的疑問見下文。

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最近關於霧霾成因的爭議頗多。環境規劃院雷宇先生兩次通過微文對"環境容量"進行了科普，從"環境容量"角度，解釋了霧霾發生的原因："環境容量"短時顯著下降的時候，會導致霧霾的發生；京津冀周邊區域汙染物排放量超"環境容量"仍較多。

對雷宇先生的解釋必須予以點贊，理不辨不明。天氣不會說假話。二月份，北京是多次發生了較重的霧霾。雷宇先生給出一個概念性公式："大氣環境容量降低+排放量並無大幅減少=重霧霾天氣"。

雷宇先生說，2月13日和2月15日的短期環境容量能夠相差超過30倍。對於如此怵目驚心的數值，筆者不由得想：環境容量降低的時候，是自然本底環境容量就這麼低，還是有人為活動因素疊加後導致環境容量顯著降低？

如果人為活動因素影響不大，可以排除，再好不過；如果人為活動因素不能排除，我們是否就可以找到治霾的另外一條道路，減少人為活動因素對環境容量降低的影響。這樣，我們就可以說，減排之外，治霾還有別的道路可走。

一、短期環境容量下降時，是否有人為活動因素的影響呢？

雷宇先生提出，形成嚴重霧霾的不利氣象條件包括邊界層下降、靜風和溼度升高三個方面。這三個方面，自然本底因素不必多考慮。人為活動因素會不會產生影響呢？

在自然出現不利氣象條件的情況下，人為排放的水蒸氣和汙染物，汙染物包括水溶性離子（也包括可凝結顆粒物在內），會在更低的大氣邊界層內分佈，難以有效擴散。大氣中的一次、二次細顆粒物吸溼長大，能在更低的大氣邊界層內分佈，新排放的水蒸氣更多在大氣邊界層內分佈，不能有效擴散，會明顯提高大氣邊界層內的相對溼度，促進新排放的汙染物繼續發生二次複合反應，新生成細顆粒物。同時，霧霾天氣下，太陽輻照到地表的熱量下降，人們會有更多的能源需求，

人為排放的水蒸氣、水溶性離子等，應該能夠導致短期環境容量的顯著下降。

霧霾的擴散，需要等風，等較大的風，就是等到自然帶來的較大的"環境容量"。

因此，應當難以排除人為活動因素在環境容量降低方面的作用。如何衡量人為活動因素對"環境容量"的影響，這是以往討論環境容量時沒有考慮過的，需要專家們用自己的專業能力去分析說明。

2月26日，夏青老師在《記住北京2020春節霧霾》一文中，指出雷宇先生關於"環境容量"解釋存在的三點缺失，並給出了今後的研究方向。筆者由衷地對夏青老師的實事求是精神點贊！

二、對長期"環境容量"的分析，無法解釋常規汙染物遠低於歷史峰值之後的霧霾暴發

雷宇先生在分析環境容量時提出，京津冀及周邊地區2019年度的PM2.5平均濃度為57微克/立方米，這一地區汙染物排放強度還是太大，高於大氣環境容量60%以上。雷宇先生在《基於全國城市PM2.5達標約束的大氣環境容量模擬》一文中，模擬計算了31個省市區二氧化硫、二氧化氮、一次PM2.5及氨的最大允許排放量。

北京、天津、河北、河南、山東、山西6省市2017年（統計數據只顯示到2017年，之後的數據應當更低）的汙染物合計排放量超環境容量情況為，二氧化硫超-13.5%；二氧化氮超56%；煙粉塵超74.5%。京津冀及周邊地區的二氧化氮、煙粉塵排放量仍超環境容量較多，汙染物排放量存在結構性超標，需要細分汙染物排放情況，進行精細治理。單從2017年度汙染物排放量佔環境容量看，雷宇先生的結論顯然成立。

而按照雷宇先生分析方法的邏輯，細顆粒物超環境容量較多的時候，應當發生在主要汙染物排放峰值期間更合理。

全國2017年主要汙染物排放量佔峰值時期比例分別為，二氧化硫佔2006年峰值時的35%；二氧化氮佔2011峰值時的52%；煙粉塵佔2000年峰值時的35%。

上述6省市2017年主要汙染物排放量佔峰值時期比例分別為，二氧化硫佔峰值時的31.9%；二氧化氮佔峰值時的52%；煙粉塵佔峰值時（統計數6省市煙粉塵峰值多出現在2014年，2010年之前沒有數據，中國環境狀況公報公佈的煙粉塵峰值出現在2000年，僅有全國數據）的37.4%。

霧霾最嚴重的2013年，上述6省市主要汙染物排放量佔峰值時期比例分別為，二氧化硫佔峰值時的80.4%；二氧化氮佔峰值時的91.8%；煙粉塵佔峰值時的68.3%。

顯然，常規汙染物排放量峰值多發生在2011年之前，常規汙染物排放量和霧霾暴發間的相關性不太好。

我們的疑問是，在各項汙染物排放量都已經顯著低於歷史峰值的情況下，為什麼是2013年前後，在全國大範圍暴發霧霾。到現在，人們對霧霾氣象的觀感也沒有回覆到從前。

或許，還有這種可能。2013年之前，細顆粒物濃度缺乏系統的監測數據，無法有效開展回顧性分析。汙染物排放峰值時的細顆粒物濃度或許比2013年時還高很多（衛星數據推算的結果確是如此）。

三、能夠向大氣中大量排放的物質，對霧霾的影響都應當有效甄別

那麼，是否也可以表明，除常規汙染物之外，還有別的因素影響環境容量，雷宇先生在計算模型中尚未考慮。

化石能源的使用，是霧霾形成的最大來源，這是社會共識。化石能源使用中，向大氣排放的較大量的各種物質，都可能是影響環境容量的因素。

經煙囪向大氣中排放了包括常規汙染物在內的多種物質，最為直觀，目前治理相對比較系統。而煙氣中除常規汙染物外的其它成分中，水溶性離子（含可凝結顆粒物）、水蒸氣等對霧霾的影響還是有很大爭議，尚不能排除這些因素的影響。同樣的質量濃度下，水溶性離子的粒徑要遠小於煙粉塵粒徑值，即粒數濃度要高很多，水溶性離子的吸溼性能更強。

能夠進入大氣的排放物中，還有別的排放途徑，且容易忽略。如，氨法脫硝中過量噴氨比較普遍，過量噴氨導致的氨排放不僅是氨逃逸的問題，更有大量的氨氣以銨鹽的形式，經由粉煤灰、脫硫廢水等外排，並進入大氣中；冷卻塔除了排放水蒸氣（水蒸氣不帶鹽）外，冷卻塔還排放有風吹損失液態水，液態水攜帶循環水中的鹽。使用中水、海水的冷卻塔系統，循環水濃縮倍率高的冷卻塔系統，循環水的水溶性離子濃度非常高，風吹損失霧滴攜帶的水溶性離子排放量都非常高。這部分水量、鹽量的影響不應該忽視。

四、霧、霾、細顆粒濃度等概念的異同

關於霧霾的認識，仍然要說一下標準和前提。2月24日的《"霧霾"？等下，想想再說》一文中有很詳盡的解釋。氣象學上的霧日和霾日是根據能見度、相對溼度等多項氣象指標，並排除沙塵、雨、雪等氣象日之後確定的。而主管部門的依據只有一條，細顆粒物濃度。主管部門大多不談霧霾治理，強調細顆粒物濃度超標治理問題。

普通公眾對於霧霾的觀感認識，更多的是基於目視所見。2013年霧霾大規模暴發；經過多年治理，有了顯著改善，但是，依然時常發生，沒有恢復到2013年之前的觀感。周勇在"今日頭條——周勇說"中，給出了山東省多年的霧霾天象的統計數據，也支持公眾的這種認識；對霧日、霾日的判斷，是以氣象部門的分類標準為依據的。

氣象部門和環保部門對霧霾認識判斷的差異，也是公眾困惑的地方，普通公眾容易傻傻的分不清。究竟應該以哪個標準，來談"霧霾治理"呢？這個問題似乎不能和稀泥。

再次感謝雷宇先生對"環境容量"的解釋。就環境容量對霧霾的影響問題，希望大家能夠更深入討論下去，並從各種排入大氣的物質對霧霾影響角度，更好分析霧霾成因。

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