编者评论：著名科学家门捷列夫说“科学是从测量开始的”。测量的方法、测量的仪器至关重要，负责测量的科学家要有完全的科学精神，而不是为特定利益集团和特定结论提供支持更为关键。
我的办公室外面就是济南的千佛山和佛慧山，2012年之前从办公室的窗户看山上的峭壁和松树等，都清晰可见。2013年没有在国内，2014年初回来之后，只有在雨后的一两天能够清晰地看到对面山上的峭壁和松树。2014年初刚回来时，雾霾最严重，经过后面过年的铁腕治理，雾霾的程度大大下降，按照PM2.5质量浓度，现在比2013年时下降50%。
实测数据显示，不论是北京还是济南，2013年的PM2.5实测数据与2010或2011年的PM2.5质量浓度基本一致。也就是说，现在的PM2.5质量浓度比雾霾大爆发前的2010或2011年也是下降50%。
进一步的卫星观测推导的数据显示，2006年或2007年才是华北平原地区的PM2.5的峰值年。也就是说，现在的PM2.5比2007年PM2.5质量浓度峰值时下降远不止50%，可能是70%。如此大幅度的下降，应该是空气能见度比2013年之前更高，而不是差得很远。
事实是，不论你在高楼上，还是高速公路上或是高铁上，看远处就像是有一层灰灰的薄纱，阻挡你看清楚远处本应该很清晰的物体。人们似乎已经忘记从前看远处是什么情景，似乎习惯了这一层像薄纱的灰霾阻碍看到远处的物体。
更奇怪的是，我们有些权威专家甚至不承认2013年开始发生了雾霾大爆发，依据是PM2.5质量浓度在这前后没有发生大的变化，北京和济南的实测数据确实如此，但这与绝大部分人的直觉相违背。
而山东全省历年雾霾天数的变化清晰地表明，2013年和2014年雾霾天数连续两年翻番式增长，这也与人们的亲身体验相一致。显然，PM2.5质量浓度的变化并不能反映2013年开始的雾霾大爆发，况且PM2.5质量浓度的峰值是2007年左右。
确定能够正确反应雾霾大爆发的关键指标并进行科学的测量，就是现在急需补齐的短板。这也是依法、科学、精准治霾的关键。蓝天保卫战的目标是让人民享受蓝天白云，而不是PM2.5质量浓度大幅度下降，看远处还是朦朦胧胧的灰霾的空气质量“优良”。
北京是首都，早就禁煤，迁走重化工业。实证研究表明，其空气质量尤其是PM2.5相当于山东半岛的烟台和青岛之间，优于青岛，略微逊色于烟台。对北京的雾霾研究和PM2.5数据等，已经不能够代表京津冀及周边省份的情况，这是北京专家研究这类问题时需要注意的方面，即避免以北京的数据推论华北平原的情况。
另一个怪现象是，电力环保权威专家极力宣传现在电厂的SO2、氮氧化物和烟尘排放水平是国际领先。这三个指标领先没有问题，但造成雾霾大爆发的关键因素，可能恰恰不是这三个指标，因为这三个指标中两个指标的峰值和PM2.5质量浓度类似，是在2007年左右，而氮氧化物的峰值则是在2011年。这三个指标的峰值都不是在2013和2014年。显然，这三个指标并非是导致雾霾大爆发的关键因素。找出最关键的因素并进行科学的测量，这是雾霾科学研究的新开始。
我在几年前发表的文章中，也引用过下面朋友文章中图1的内容，只是又加上了山东省雾霾天数的历史变化。对比发现，以雾霾天数为代表的雾霾大爆发，恰恰是二氧化硫、氮氧化物排放量下降最迅速的年份。这并非是说二氧化硫、氮氧化物排放少了导致雾霾天数连续两年翻番式增长，而是说我们没有找到导致雾霾大爆发的关键指标，更没有去科学测量。
全国火电污染物排放与山东省雾霾天数对比，并非污染物下降导致雾霾天数暴升，而是没有选对关键指标并测量
在阅读了知网中上千篇相关文献，也参考一些中国专家发表在国外的英文文章后，我发现问题出在脱硫、脱硝等烟气末端治理工艺技术方面。这些工艺技术方面的缺陷恰恰能够产生导致目前看远处朦朦胧胧的灰霾问题，这是过去传统一些的烟气治理技术不曾有的情况。比如，湿法脱硫取消GGH、脱硝过程中产生的水溶性粒子、脱硝过程中产生的全流程氨逃逸、湿烟气排放、北方地区电厂冷却塔水溶性盐的机械携带等。在前面几期今日头条“周勇说”的文章中发表的一位一线技术专家朋友的文章，计算的全生命周期的一些污染物排放居然是学术界权威专家常说的数值的十倍，这需要权威专家进行有力的“反驳”。
而我另一项发现是，PM2.5数浓度的暴升是2013-2014年雾霾大爆发的根本原因，这从2015年开始进行超低排放改造后，超低排放改造的累累硕果就能知道2013-2014年为什么雾霾大爆发，因为后来去除的大量污染物在那两年都到天上去了。与之相伴的是，这两年电厂出现更为严重的、普遍的石膏雨问题。下面朋友的文章引用武亚凤等发表在《环境科学研究》的文章，这个内容我去年发表在《科学与管理》杂志上的文章也引用过。给我最深刻的印象就是，烟囱中取的原烟气，计算其中的颗粒物粒数浓度。能够更好地模拟烟气排放到大气后扩散过程中产生的颗粒物粒数浓度时需要稀释十倍后再测量，结果是直接测量原烟气中的颗粒物粒数浓度的成千上万倍，但颗粒物质量浓度没有增加几倍。这种情况在干烟气状态下并不一定存在，根据过去经验和德国专家诊断沈阳雾霾大爆发时的结论。
下面是一位研究机构技术专家朋友的文章，提出对PM1.0/可凝结颗粒物的监测，以及几种检测方法的差异，都是现在急需研究的问题。治理PM1.0的问题，任振海院士和周宏春研究员也都提出过。
如果经过几年的铁腕治理，PM2.5质量浓度大幅度下降，但PM2.5数浓度下降的缓慢很多，后者又是导致雾霾大爆发的关键因素，我们的蓝天保卫战收官之年仍然是看远处灰蒙蒙，北京之外的华北平原及周边省份仍然看不到蓝天白云，虽然手机里显示空气质量良好或PM2.5质量浓度并不高。
因此，选准导致雾霾大爆发的关键指标并进行科学的测量，仍然是目前最紧迫的雾霾治理的任务，而不是在一些非关键的、次要的监测指标上作数字游戏。
实际上，现在已经有很多大幅度减少PM1.0或减少颗粒物粒数浓度的成熟技术在一些城市得到应用，即使我们的检测方法和手段存在短板。而有效的甄别这类技术则需要更多的研究和检测手段，更需要有治霾理论上的突破，而不是止步于非关键指标的大幅度下降。就像在雾霾大爆发之前的2011-2012年，我们拼命宣传环境治理的硕果，二氧化硫、氮氧化物和烟尘甚至PM10质量浓度大幅下降，环境保护取得巨大胜利，但在2013年1月初开始就爆发覆盖大半个中国的雾霾。雾霾治理的理论需要深化，需要多领域多部门专家的参与，而不是让极少数人垄断雾霾治理的话语权。没有哪个领域的专家是雾霾治理的对口专业的专家，如果真有的话，也不至于国家治霾花费了这么多人力物力财力后，PM2.5质量浓度大幅度下降，但看远处仍是灰蒙蒙。
南京大学、北大、清华的研究都显示，雾霾导致中国近百万人早死亡，这远远超过新冠病毒导致的全国死亡人数。任何人都不应该处于自身的利益去误导政府决策，也不应该给有不同意见的人扣上利益使然的帽子。但每个专家都应该注意，不要让利益集团左右自身的科研工作，不要受利益的诱惑，要像新冠肺炎爆发初期那些逆行的白衣战士，凭着自己的良心做好科研工作。
希望各方面专家就下面文章提出的检测指标和检测方法进行广泛的讨论，让科学治霾有科学基础而不是盲人摸象。
**************************************
一、应以"PM1/可凝结颗粒物管控"作为雾霾（重污染天气）治理之本
公允地说，电力行业烟气治理成效非常显著。截至2015年（已经实施了特别排放限值，可认为是"前超低排放阶段"），烟气中的绝大部分常规污染物得到了控制（参见图1），为酸雨与PM10的治理做出了贡献巨大；电力行业常规污染物已不是雾霾形成的主要原因[1]。
图1 1978年至2018年火电发电量增长与大气污染物排放变化[3]
2016年起全面实施的燃煤电厂超低排放，主要是针对原来的酸雨与PM10治理工作中的主要减排目标：也就是对烟尘、SO2、NOx三项常规污染物实施深度减排，并被有关专家认为进一步削减的空间非常小（参见表1）；监测方法不匹配，运行能耗、物耗高[2]，治霾效果相当有限[1]，还导致了更多的SO3、NH3等二次污染物产生。这样的污染物减排，是"画龙点睛"还是"画蛇添足"，业界争议较大。
图2电力行业大气污染物近年排放总量（单位：万吨）[4，5]
注：数据表明2016年至今的减排幅度不及2015年一年
近年来，国家要求其他非电行业也须逐步实施超低排放改造。希望通过"PM1/可凝结颗粒物管控"问题的分析，更好地看清可凝结颗粒物（CPM）等二次污染物的产生原因、危害程度，并反思之前烟气治理路线针对雾霾问题的实际功效，总结工作经验及存留问题，以便探索更为科学、经济、更适合我国国情的精准治霾方案，才是本次"2020春节雾霾"讨论的"本"；而不是把春节雾霾的锅甩给电力行业，"舍本求末"地让其增设环保效益不高的脱白/湿烟羽治理 [8]设备，再添一条"蛇足"。
二、超低排放之后，燃煤电厂烟气中可凝结颗粒物还有多少？
此前，任阵海院士在其《清除霾污染》报告中汇总多家监测单位的燃煤电厂可凝结颗粒物检测数据，平均值在14mg/Nm3左右，认为"之前忽视的可凝结颗粒物排放占比显著，对其进行管控已迫在眉睫"[6]
近期一些电力专家引用《环境科学》2019年12月发表的《固定污染源可凝结颗粒物测量方法》的文章：
用"冷凝法""稀释间接法""稀释直接法"同时测量了6个燃煤电厂。结果表明：6个电厂CPM冷凝法测量的平均结果为(6.5±3.5)毫克每立方米、稀释间接法测得的结果为(2.4±1.7)毫克每立方米、稀释直接法测得的结果为(2.8±0.9)毫克每立方米。且该文章认为："稀释间接法能模拟污染源烟气排入大气中PM的形成过程，测得的结果更接近真实排放"。[7]
因此，电力专家认为"超低排放后的燃煤电厂排放大气中的可凝结颗粒物小于5mg/Nm3……对环境质量中PM2.5浓度（质量浓度）的影响甚微"[3]
鉴于任院士报告中汇总数据皆是参照EPA Method 202标准（冷凝法）测得的[6]，有必要先弄清楚为何不同检测方法测得的数据存在差异，哪种检测方法更能反映真实排放情况，远比争论哪几个电厂的可凝结颗粒物检测数据能代表我国燃煤电厂实际排放情况更有意义。
《固定污染源可凝结颗粒物测量方法》文章认为：
"虽然冷凝法能很大限度地将气态物质冷凝析出，但是冷凝法测得的CPM浓度显著高于稀释间接法和稀释直接法，可能是因为烟气中水蒸气冷凝形成水，然后吸收SO2等气体导致测量结果偏高。稀释直接法是将过滤了FPM2.5的烟气稀释降温，CPM前体物经均相成核形成CPM，根据开尔文效应，需要更高的气相平衡分压，因此测得CPM浓度偏低。稀释间接法模拟了实际烟气从烟囱排放进入大气环境稀释降温过程，将含有FPM的烟气与稀释气混合降温，CPM前体物经非均相或者均相核形成CPM，反映了大气中CPM真实形成过程，因此稀释间接法测得CPM浓度更接近真实排放情况。"
这段话可以细分为如下三层含义：
1.冷凝法测得的数值高，是因为烟气中水蒸气冷凝形成液态水滴吸收了SO2等气体；这些被吸收的气体不应属于可凝结颗粒物，特别SO2已被计入在常规污染物中，这种偏高的测试结果是不正确的。
2.可凝结颗粒物的真实形成过程，既包括均相成核，也包括非均相成核。稀释直接法因为去除了烟气中的可过滤颗粒物，不再提供非均相成核所需的条件-原生粒子，可凝结颗粒物前体物仅靠均相成核，成核难度较大。所以，这种方法测得的数值偏低，也是不正确的。
3.稀释间接法保留烟气中FPM2.5，与11倍的经过去除水分、挥发性有机物和颗粒物后的稀释空气，在稀释腔内充分混合[7]，既避免了水气的凝结，又保证了原有的细颗粒物对于可凝结颗粒物前体物的吸附（非均相成核），所以是最能反映真实排放情况的测试方法。
下面，对上述三层意思进行逐条分析：
1.冷凝液滴能吸收多少SO2？
可凝结颗粒物检测的多个团队反映，在其检测可凝结颗粒物并同步检测SO3时，时常发现按照Method 202方法所测得可凝结颗粒物中SO42-当量浓度大大高于按照国标测得的SO3当量浓度，并猜测是冷凝过程凝结的液滴对于SO2的吸收-氧化导致的误差。
有关脱硫权威专家认为，"液体吸收SO2存在气液平衡点，当液滴pH值低于4.2后，SO2不会再被液滴吸收，这是脱硫行业的一个常识"，而电厂烟气冷凝液的pH值多在3以下，因此冷凝过程不会有多少SO2被吸收进入冷凝液的。
去年南京师范大学可凝结颗粒物研究团队也对此问题有所质疑，专门应用烟雾箱做了模拟试验，结论是，冷凝过程中冷凝液对SO2的吸收量很小，至多不会超过1mg/Nm3，对测试结果影响不大。
用Method 202测得SO42-当量浓度高于用国标法测得SO3的当量浓度，合理的解释为，两种方法在取样过程捕集的主要是烟气中颗粒态SO3，而非全部SO3（气态+颗粒态）；前者取样时要求冷凝温度低于30℃；后者取样时要求伴热温度高于60℃；温度越低SO3分压越小，颗粒态占比越高，因此导致前者测得数值偏高。
2.即使冷凝液滴不吸收SO2，仍然会吸附/吸收其他气体（如有机气体），引入这部分物质算不算检测误差呢？
《固定污染源可凝结颗粒物测量方法》文章认为，可凝结颗粒物的真实形成过程，既包括均相成核，也包括非均相成核。具体到非均相成核，按照《大辞海》的定义，是"气溶胶粒子成核的一种方式。气态分子吸附在大气中已存在的固态或液态粒子表面上而造成的原粒子长大的过程。实际大气中往往存在着足够多的原生粒子,因此非均相成核过程多于均相成核;只有在原生粒子浓度很低的干净大气中,均相成核才是主要的。"
水气凝结成的液滴属于液态粒子，对其他气体的吸附属于非均相成核过程，这部分被吸附的气体也应属于可凝结颗粒物；即使存在与常规污染物（烟尘、SO2、NOx）重复计算问题，占比也很小，对测试结果影响不大。
3.冷凝法和稀释间接法存在差异，哪种测试方法更反映真实排放情况？
简单说，两种方法的相同之处是都能测得烟气中均相成核和非均相成核的可凝结颗粒物；不同之处是冷凝法检测时存留了大量水气凝结成的液滴，比表面积更大，吸附了更多的气态污染物；稀释间接法检测时，人为避免了水气的凝结，仅存留了少量的可过滤颗粒物，比表面积小（经估算不到正常湿烟羽中液滴比表面积的1/1000），吸附能力较低，大量非常规污染物未被吸附成核；且经过稀释后，很多非常规气态污染物的分压也大大降低，均相成核的颗粒物质量也有所下降。
反映在检测结果上，不仅总浓度及SO42-浓度，其余组分也皆是冷凝法高于稀释间接法（参见图2）。
另有研究表明，随着稀释倍率的增加，测得6-27nm粒径段颗粒物数浓度呈指数倍增长，稀释10倍后测得细颗粒物总质量浓度数浓度是未稀释时的1/10，但总数浓度是未稀释时的100倍以上[9]。因此应用稀释法检测可凝结颗粒物时，应同时关注质量浓度和数浓度。
图2 三种方法测得的燃煤电厂可凝结颗粒物质量浓度及其中水溶性离子浓度[7]
两种方法各有侧重，如果烟气排出后没有水雾形成（如干烟气，或湿法脱硫后的湿烟气经加热后在夏季干燥环境下排放），或能快速与空气混合（如小气量的机动车尾气）则稀释间接法更反映真实排放情况；
如果烟气排出后有水雾形成湿烟羽（俗称大白烟）[8]，且需较长时间方能完成与空气的混合（如大气量的燃煤、燃气机组烟气），则冷凝法更反映真实排放情况。
鉴于当前电力行业多未进行烟气脱白，一年内大部分时间烟囱出口存在水雾；烟气排放量大，排出后需较长时间才能完成与空气的充分混合（参见图2），因此建议采用冷凝法（如Method 202）而非稀释间接法的检测结果来反映电厂湿烟气中的可凝结颗粒物真实排放情况。
图3 2019年7月5日内蒙古自治区某一电厂不同时间的烟流颜色及彩云（王志轩摄）
三、统一方法、制定限值、行业普查、实践检验是放之四海皆准的污染物管控之道
回答"超低排放之后，燃煤电厂烟气中可凝结颗粒物有多少？"的问题，不是测几台、十几台、甚至几十台机组就能说清的，也不能等测完几百台机组烟气后再确定是否治理。
因此，先认可PM1/可凝结颗粒物的实际污染危害（相信讨论各方对这一点皆无异议）及检测方法，并暂定一个限值，比如不大于10mg/Nm3（电力专家认可超低排放后的燃煤电厂排放大气中的可凝结颗粒物小于5mg/Nm3，2倍不算严；当然按总颗粒物，即可凝结颗粒物与可过滤颗粒物之和小于10 mg/Nm3更为严谨），今年就参照Method 202法在重污染区域启动火力行业可凝结颗粒物检测，排放超标且未能如期整改好（不一定上设备，优先考虑调整现有设施、优化运行，实施源头治理）的机组暂停乃至取消超低排放补贴电价，请问如何？
四、测准了就是进步
截至2020年4月6日，全球新冠病毒疫情显示，印度确诊4214人，美国确诊337933人，可谁敢相信在防疫工作方面，印度比美国做的更好？
最后一句话，扎扎实实去测，不要计较结果高低，测准了就是进步。
参考文献：
1. 王志轩：电力行业绝非雾霾"元凶"超低排放治霾效果相当有限 中国能源报 2015年11月
2. 王志轩：超低排放评判认识上的八大误区 中国环境报 2016年4月
3．王志轩：超低排放后 对火电厂"消白"是舍本求末 新华社客户端 2020年3月31日
4．中国电力企业联合会：《中国电力行业年度发展报告2015-2019年》
5．中国电力企业联合会：《中国电力减排政策分析与展望-中国电力减排研究2015》
6．任阵海等：清除霾污染 第25届中国大气环境科学与技术大会 2019年11月
7．蒋靖坤等：固定污染源可凝结颗粒物测量方法 环境科学2019年12月
8．杨爱勇：燃煤电厂湿烟羽"大白烟"机理及治理方法研究 北极星环保网 2017年12月
9．武亚凤等：燃煤电厂细颗粒物排放粒径分布特征 环境科学研究 2017年8月
