徐俊伟：警钟！疫情暴露的雾霾真相 - 昆仑策
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徐俊伟：警钟！疫情暴露的雾霾真相
2020-02-13
【导 读】雾霾警钟经常敲响，这是我们环保人的耻辱，我们要知耻而后勇！敬畏自然，敬畏法律，敬畏良心！
以武汉为代表的疫情压得国人心情沉重，“动物把十几亿人关起来了”。今年春节疫情期间是历史排放超低时段，在遭遇不利气象条件时，依然会发生重污染天气。有关权威单位解读为：客观因素是不利气象条件，主观因素还是污染排放。1、气象条件决定污染严重不严重，其它有很多因素。按照主次分，气象条件是否最重要？2、现在把典型的大气污染物-硫硝尘控制到上世纪九十年代的水平，雾霾反而比以前重了？
新冠疫情究竟暴露了什么真相？未来怎样做才能治理好雾霾？
2020年春节，新冠病毒疫情从武汉席卷全国。就在人们在家自我隔离的除夕到大年初四，京津冀及周边地区、汾渭平原和东北地区出现区域性重污染过程。雾霾夹杂疫情，让公众的心情更加沉重。有关权威单位把这次严重雾霾解读为：客观因素是不利气象条件，主观因素还是污染排放。客观上，近年来最严格的环保监管降低了大气污染物总量，使空气质量不断改善(下图表显示近年来北京空气质量)。国家重拳治理雾霾已经取得明显成效，但是距离人民的幸福感和满意程度，差距仍然十分明显。
北京2013-2019年空气质量变化情况表明，污染物指标逐年好转，重污染天气数量逐年减少。
今年春节疫情期间是历史排放超低时段，在遭遇不利气象条件时，依然会发生重污染天气。我们不禁要问，今后的污染排放能比疫情期间再减多少？减少什么领域？怎么减？本文认为春节重污染暴露了雾霾成因另有玄机。解决问题需要找准主要矛盾，下面我们从脱硫脱硝角度进行分析：
一、传统脱硫脱硝技术的先天缺陷是客观事实
脱硫脱硝是雾霾治理领域的重中之重，从2012年开始我国全面进入脱硫脱硝治理阶段，但主要技术存在先天缺陷：1、历史事实：一是西方发达国家的雾霾治理直到1990年代才真正好转，其中最关键原因是产业转移（最直接的现象是烟囱少了）；二是目前为止找不到一个国家是不依靠产业转移就能成功治理的案例。2、客观现实：在我国环保治理的超强执行力下，传统治理技术做到了大幅度削减二氧化硫和氮氧化物，但现阶段雾霾仍然大面积长期多发，甚至有时越努力结果越不如意，以2019年10月1日的天气情况最典型…3、技术事实：在减少污染物排放的同时，脱硫环节向空气中排放了大量夹杂着盐类等物质的水汽（水夹带），脱硝环节向空气排放了大量的氨逃逸、铵盐和三氧化硫。对于这些不被重视的排放物需要重新评估和审视。由此可得结论：脱硫脱硝技术先天不足，再加上建设与运行管理的后天不良，带来了雾霾久治不利的困扰。雾霾成因的分析需要从化学、物理学、生物学、气象学等多维度探讨大气中污染物的物质扩散与转化关系，在此不作详细阐述，只简单阐述其中的两个主要矛盾：美国期刊《科学进展》等研究表明美国空气偏酸性，而我国空气却偏中性，而且是在每年排放各2000万吨左右的二氧化硫和氮氧化物（酸性气体）的情况下。这说明目前治理技术使空气中的碱性物质（主要是矿物粉尘和氨，尤其是氨）多到能将上述酸性气体中和，可见氨的影响有多大。中国空气中的氨一部分来源于农业、畜牧业、生活废水等向大气的迁移（冬季相对少的多），但更多的来自于脱硝治理过程中所用还原剂—氨的逃逸，特别是为追求氮氧化物排放指标而普遍采取的大比例过量喷氨行为，更是直接导致了氨气、PM1或者气溶胶状态的铵盐大量排放到大气中。国际期刊《大气化学与物理》论文指出，2011年到2015年中国东部地区二氧化硫和氮氧化物分别下降了37.5%和21%，而大气中铵盐含量增加了49%。限于检测技术的局限，铵盐只有一部分能被检测出来，实际数据更是要高的多。国家大气污染防治攻关联合中心的研究也证实了这一点，2019年3月3日公告明确指出中国大气中氨气的浓度显著高于美国等发达国家和地区，国内空气处于富氨状态。我们再补充一点，氨气活性很高，很容易与酸性气体甚至中性气体二氧化碳反应生成铵盐，所以只要空气中氨气含量高，相对应的铵盐含量肯定也很高。国际期刊《微生物》表明微生物是雾霾重要组成，雾霾是微生物储存库和传播途径，曾经分析出1000多种微生物。氨（氨类物质）对雾霾的影响主要表现在：气象条件形成液滴后，溶解于其中的氨类物质和硝酸盐作为营养物质必然会导致某些微生物大量快速的繁殖，所以我们就能看到雾霾一夜之间突如其来；而一旦干冷空气来袭，微生物就会因缺水和营养而停止繁殖并消亡，雾霾也会一夜之间快速消散。以达到超低排放标准的电厂脱硫烟气的水夹带为例，现在环保常规检测的是可过滤颗粒物(PM2.5为主)，采用特殊技术还能检测出可凝结颗粒物。2019年11月中国工程院资深院士任阵海披露了在6省市电厂的可凝结颗粒物检测平均值是13.93毫克/立方米，并且其粒径20纳米到1微米，所以其粒子数和比表面积成千上万倍于PM2.5粉尘。值得特别注意的是，上述环保检测的特殊技术仍有很大的局限性，尚有更多的纳米级粒子和气溶胶无法检测，更可见超细颗粒物的实际数量是多么庞大！水夹带主要产生于湿法脱硫、各种工业白烟（包括冷却塔）等环节，包括液态水、出烟囱后成液滴的气态水及其夹带的盐类等物质，其中水在空气中由液态气化过程中吸热效应会导致近地气温下降，排放的气态水和液态水都会增加空气湿度；夹带的盐类等物质包括石灰石浆液中的粒子和无机盐、燃料燃烧中产生的多种粒子等，在水滴由表向内的逐步气化过程中被风吹散开，成为超细颗粒物。水夹带对雾霾的影响简述：空气离地面越高温度越低，每100米温度下降约0.6℃，地面热空气不断向上升腾，冷空气逐渐下沉形成对流运动，将近地空气中的污染物和水汽等扩散到高空。空中粉尘等吸收太阳光会升温，近地空气因为液态水气化而降温，共同影响就容易导致出现逆温层，使垂直方向的空气对流运动停滞，污染物、超细颗粒物、水汽再加其他因素很容易形成雾霾。大气污染物的排放不仅超过了环境容量，更重要的是加剧了不利气象条件。诸多大气污染物中最需要重点关注和优先解决的是氨和水夹带。简单说，水夹带中的水既增加空气湿度又使近地气温下降，在无风或风小的情况下更容易形成逆温层；空气中数量庞大的超细颗粒物（包括一次排放和二次合成）和气溶胶是凝结核，空气湿度大很容易导致水蒸汽在凝结核表面液化，上述两个因素很容易在气象条件满足时形成空气中的大量微小水滴，而氨类物质和硝酸盐微粒只要碰撞到水滴就很容易溶解其中，并形成适合微生物繁殖的有水有肥的液滴，而微生物在液滴中大量繁殖导致PM2.5剧增，从而形成雾霾。空气中液滴相互间隔，液滴中的肥料和液态水共同决定了空气中微生物繁殖和消亡，两者缺一不可。现有的仪器分析很难直接观察到此现象，有研究发现精密滤芯采集的雾霾颗粒几乎没有硝酸盐和铵盐，这能作为雾霾中微生物繁殖并消耗铵盐和硝酸盐的验证依据之一。撇开微生物研究雾霾至少是不全面的。解析一下华北地区冬天雾霾的两个现象：一是雾霾时农村和工业区的数据相差不大，因为空气中的营养物质早就弥散在广大区域中，一旦气象条件产生液滴和逆温层后，气象条件成为关键因素，决定了雾霾的面积与严重程度；二是雾霾期前一天空气质量优或良，是因为空气干燥PM2.5数据低但是营养物质并不少，而后一天优是因为冷空气影响使空气干燥导致微生物没有繁殖，但营养物质并没有消失，继续等待下一次雾霾的气象条件。中国环境监测总站曾在北京、上海、重庆、广州、武汉、兰州同步对比检测，发现PM1年均22-37ug/m³，占当地PM2.5的50%甚至70%以上。主流观点认为PM1多为二次合成，但本文认为更多的是一次排放，特别是水夹带和氨类物质两个主要方面。本文观点再结合其他观点（包括臭氧污染观点等），能充分合理的解释我国大气污染特别是雾霾的所有现象和数据，更能合理解释我国与美国空气质量相差巨大的原因，虽然二氧化硫和氮氧化物的年排放量实际相差并不大。全国人大副委员长、中科院院士丁仲礼说：科学是可以批评的，也只有学术争鸣才能集思广益。雾霾治理的成功途径不在于资金、资历、学术地位和专家评审，而在于科学的方法与实践。新冠疫情中的春节重污染过程充分暴露了：很多地区大气污染物的排放加剧了不利气象条件，但这个污染物不是传统认为的二氧化硫、氮氧化物、粉尘，更重要的是氨和水夹带！只要能消除氨和水夹带，我国空气质量将显著提升。要解决上述问题，可以考虑以下两个方案：
一是打补丁，通过技术升级改造来减少现有技术对氨和水夹带的排放量。二是走新路，自主创新十倍进步技术。时任清华大学常务副校长陈吉宁2011年就以“单位土地第二产业增加值”判断，没有十倍技术进步的话，复制欧洲和美国的治理模式都将很难成功。
四、雾霾警钟经常敲响，这是环保人的耻辱，我们要知耻而后勇！
雾霾对疫情的影响需要重视，中国疾控中心编写的《新型冠状病毒感染的肺炎公众防护指南》明确传播途径为：直接传播（飞沫）、气溶胶传播、接触传播。病毒会更长时间存活和漂浮在雾霾空气中，飞沫和气溶胶传播风险大幅度增加。特别提醒：雾霾天气切勿开窗和外出散步。我们其他不说，仅仅雾霾减少紫外线这一条，缺少紫外线的杀菌消毒，会增加多少病毒啊！雾霾对健康影响可见一斑！本文即将定稿之际，又收到中国天气网预警，6日夜间到9日重度霾将影响华北南部，黄淮西部、陕西关中地区等地。频繁的雾霾警钟特别是疫情期间的雾霾警钟应该值得我们警醒了！敬畏自然，敬畏法律，敬畏良心！请大家一起顶本文，让更多人看到雾霾真相，呼吁环保同仁们共同行动起来，期盼环保大咖勇担重任，尽快真正消除雾霾，让生活更美好、让企业安心生产、让政府聚焦发展！（作者：徐俊伟，中国电子工程设计院有限公司环境工程技术研究所，1971年生，江苏省有突出贡献中青年专家[2006年]，20多年化工与环保科技经验，主要从事废气治理、固废处置与利用、区域生态环境质量提升等方面的科技工作；来源：昆仑策网【作者授权】，转编自“雾霾治理与生态优化”）
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