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我国雾mdash霾成因及其治理的思考
张小曳
中国气象科学研究院研究员
第四届 ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖征集评选活动围绕 ldquo城市霾问题治理rdquo 为主题
共征集到专业作品 ３００ 余部 经评审委员会初选 初评 通讯评审 专家组会议评审 组委会评审
等环节 最终中国气象科学研究院张小曳研究员的 《我国雾mdash霾成因及其治理的思考》 所取得的研
究成果得到了评审专家的一致肯定 荣获本届 ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖
该作品通过分析雾mdash霾与气溶胶的联系 维持机制 污染物构成及如何治理等问题 指出我国
现今雾mdash霾问题的主因是严重的气溶胶污染 但气象条件对其形成 分布 维持与变化的作用显著
提出对治理雾mdash霾污染的长期性与艰巨性要有充分的科学判断 建议政府对能源结构调整作出抉择
且要不遗余力地对近期可以削减的污染源加大控制力度等
一 研究背景
２０１３ 年 １ 月多次严重影响我国中东部地区的雾mdash霾天气 在 ２ 月份依旧来势汹汹 深锁多城
每次雾霾天气几乎都呈现影响面积大 时间长 浓度高等特点 雾霾已经成为普遍现象 根据 ２０１３
年全国的空气质量观测 全国 ７４ 个预报 ＰＭ２1049008 ５ 的城市只有 ３ 个城市符合我国 ＰＭ２1049008 ５ 的标准 占所
有观测城市的 ５左右 城市霾问题已经成为影响城市可持续发展的重要因素之一 到底是什么形成
了雾和霾 为何雾mdash霾出现难驱散 随着人类活动的加剧 雾mdash霾是否也产生了新的变化 这篇获
奖作品给出了答案
该作品基于国家重点基础研究发展计划 （９７３ 计划） ldquo我国大气气溶胶及其气候效应rdquo 和 ldquo气溶
胶－云－辐射反馈过程及其与亚洲季风相互作用的研究rdquo 在我国气溶胶各化学成分的浓度 新粒子形
成 气溶胶在环境大气中的的转化及变化过程等方面开展了深入的研究
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二 我国的雾mdash霾形成机理
１1049008 气溶胶污染是形成雾和霾的主要原因
雾和霾是自然界两种天气现象 根据气象学上的定义 霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游
在空中 使水平能见度小于 １０ｋｍ 的空气普遍混浊现象 当空气中水汽较多时 某些吸水性强的干气
溶胶粒子会吸水 长大 并最终活化成云雾的凝结核 产生更多 更小的云雾滴 使能见度进一步
降低 低于 １ｋｍ 时被定义为雾 而能见度在 １mdash１０ｋｍ 时则被定义为轻雾 由于干气溶胶粒子和云雾
滴都能影响能见度 所以 能见度低于 １０ｋｍ 时 可能既有干气溶胶的影响 （即霾的贡献） 也可能
有雾滴的影响 （即雾的贡献） 一般情况下 老百姓看到的我国区域性能见度低于 １０ｋｍ 的空气普遍
浑浊现象被称为 ldquo雾mdash霾rdquo 天气
没有干气溶胶粒子就不能形成霾 没有气溶胶粒子参与在实际大气中也无法形成雾 在过去
当人类活动较弱时 这些气溶胶粒子主要源于自然过程 在大气当中被视为背景气溶胶 但是 随
着人类活动的加剧 我国近二三十年中东部区域霾问题的日益严重 主要是由人为排放的大气气溶
胶显著增加所致 已经不是完全的自然现象 减少雾mdash霾天气所带来的影响 必须对这种变化背后
的大气气溶胶污染给予特别重视
根据近些年的研究成果 亚洲 特别是中国 矿物质气溶胶浓度非常高 这些矿物质气溶胶与
城市的建筑工地 水泥工业等有关 而且这些矿物质气溶胶的浓度仅次于南亚的一些国家 （如印度
巴基斯坦） 但是远远高于欧洲和北美
２1049008 我国背景气溶胶浓度较高
总体而言 我国气溶胶浓度水平较高 与硫酸盐 有机碳 元素碳 硝酸盐和铵有关的污染源
主要可归为 ３ 大类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民的各项活动有关的排放 维持现有经济发展
和社会活动要削减哪个来源都不是件轻松的事情 特别需要提及的是在亚洲大陆 尤其是在我国仅
矿物气溶胶的质量浓度就与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高
在我国华北城市和西北城郊区域其质量浓度年平均值为每立方米空气中 ８０mdash８５μｇ 从包括长三
角的南方城市区域到东部和东北部的城郊区域 矿物气溶胶浓度下降 但也在 ２０mdash４０μｇ 之间 这持
续且动态拉高了我国大气气溶胶的背景浓度 在欧美和东亚到东南亚城市区域矿物气溶胶的质量浓
度通常在 １０mdash２０μｇ 之间 在其城郊区域质量浓度一般在 １０μｇ 以下 远低于我国 由于矿物气溶胶
和污染气体可以发生非均相化学反应 使我国的雾mdash霾问题变得复杂 加之其贡献出较高的背景气
溶胶浓度 指示出对我国污染控制的效果人们应有充分的心理预期
３1049008 二次气溶胶形成使雾mdash霾呈片区状发生
根据北京城区气象观测站点的数据 不同站点的排放量有明显的差异 但是雾霾却是在一个广
泛的区域连片发生 该特点和二次气溶胶有关
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
我国陆地众多污染源排放到大气中大量的气体 这些气体经过大气化学反应在大气中最终一部
分转化为气溶胶粒子 （称为二次气溶胶粒子） 一部分生成臭氧 （因其不影响能见度在雾mdash霾问题中
不做讨论） 二次气溶胶形成方式主要有 ３ 种 一是直接从气体变为气溶胶粒子 （这些新形成的气溶
胶粒子粒径通常在 ３０ｎｍ 以下） 二是新粒子形成后通过碰并 集聚等过程形成一些更大的粒子 （粒
径通常在 １００mdash２００ｎｍ） 三是通过凝结等过程进一步形成一些粒径更大的粒子 （多数在 ３００ｎｍ 一
般不超过 １０００ｎｍ 即 ＰＭ１）
通过对我国 １６ 个站点两年的分析发现 ＰＭ１０ 质量浓度中有超过 ５０是二次气溶胶 在北京夏
季此比例可达 ８０ 除传统研究认识硫酸盐对新粒子形成有贡献外 在我国华北区域观测发现不论
在新粒子形成以及随后的老化阶段二次有机气溶胶的贡献均很大
通过对比排放和气象条件对区域霾形成的贡献 发现一次排放的气溶胶与排放强度关系密切
天气条件却控制着区域中占多数的二次气溶胶的形成及总体 ＰＭ１０ 的浓度变化 导致了人们通常看到
的雨过天晴后的一两天空气变得浑浊 能见度逐渐变差的空气普遍浑浊现象 （即霾） 具有跨省 连
片的区域性特征 张小曳研究员认为这是我国雾霾跨省发生的重要原因
４1049008 气溶胶粒子吸湿增长使观测的不确定性增加
根据张小曳研究员的研究成果 矿物气溶胶与 ＳＯ２ 的反应速度 与摄取的时间和稳定的时间在
不同阶段是不一样的 在同样的条件下 随着湿度的增长 粒子会长大 这时观测到的气溶胶粒子
不仅仅是干气溶胶 还包括它的湿度
当空气中水汽较多时 某些吸水性强的干气溶胶粒子 （硫酸盐 硝酸盐 铵盐和部分可溶性有
机气溶胶） 会吸水 长大 在我国华北区域的观测发现吸湿后的气溶胶粒子粒径会增大 ２０mdash６０
使得在相对湿度大时观测的 ＰＭ２1049008 ５ 质量浓度 ldquo虚高rdquo 因其不完全是气溶胶粒子的贡献 还有水分
的影响 国际气溶胶科学界在做气溶胶研究时通常是在相对湿度小于 ４０的状况下监测和对比干气
溶胶粒子浓度 通过室内实验研究还发现苯甲酸等芳香类有机物与无机盐混合的气溶胶可以在相对
湿度 ７０时就开始吸湿增长 但高湿条件下粒子增幅和理论值相比变小 这会导致气溶胶滞空时间
加长 光学特性变化 使与霾有关的 ＰＭ２1049008 ５ 能见度和气溶胶光学厚度观测的不确定性加大 也会
影响公众的感觉
５1049008 气溶胶粒子不断混合并发生非均相化学反应
气溶胶粒子在大气中多以混合状态存在 还会发生非均相化学反应 对气溶胶单粒子分析发现
我国华北区域中 ７０的气溶胶与 ２ 种或 ３ 种其他来源气溶胶内混合 低温条件下 Ｏ３ 与 ＳＯ２ 在矿物气
溶胶表面存在协同效应使二次硫酸盐生成速率随着温度降低出现先加快后减慢的趋势 直接影响大
气中二次硫酸盐生成总量 矿物气溶胶还与 ２mdash３ 种酸性气体反应 在表面形成液膜 抑制了新粒子
形成 但促使更多的硫酸盐和硝酸盐在其表面转化形成 自身也更易吸湿参与云雾形成
矿物气溶胶因非均相反应形成的酸性界面还加强了前体物表面吸附和化学反应易形成更多的二
次有机气溶胶 研究发现酸性液态表面对气液反应过程有一定的催化作用 同时氧化剂的存在可以
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
显著地提高反应速率 促进二次有机气溶胶的形成 使我国雾mdash霾问题更为复杂
６1049008 雾mdash霾还导致大气层节稳定度增加有利其维持和发展
形成之后的雾mdash霾会使更多的太阳辐射反－散射回空间 使到达地面的辐射减少 大气层结稳定
度增加 使得每日正常排放和二次转化的气溶胶粒子进一步在近地层大气中集聚 凝结 并形成更
多的云雾滴 造成能见度进一步降低 更多云雾滴还会在一天当中残留与下一天的汇合 形成恶性
循环 造成在下一次天气过程之前 连续数天雾mdash霾污染维持与加剧
７1049008 雾mdash霾形成与气象条件密切相关
每次霾的形成 都是在静稳天气条件下一次排放污染物及其变化产生的二次颗粒物气溶胶共同
作用的结果 如 异常的静稳天气和居高的气溶胶浓度共同造成了 ２０１３ 年 １ 月 ６－１６ 日我国中东部
大范围 持续性雾mdash霾
如果大气中的 ＰＭ２1049008 ５ 或 ＰＭ１０ 及其前体污染物 大大超过了由当地气候 地形等条件形成的环
境容量 一旦出现持续的静稳天气 就会出现污染物无法扩散的情况 进而导致大气中细粒子超标
８1049008 气团的移动导致污染物跨区域传输
污染物是可以跨区域传输的 进入大气中的污染物 受大气水平运动以及大气的各种不同程度
的扰动运动的影响 会形成不同程度的输送
风对污染物的扩散有两个作用 一是整体的输送作用 二是冲淡稀释作用 风向决定污染物迁
移运动的方向 风速决定污染物的迁移速度 污染物总是由上风方被输送到下风方 在污染源下风
向 污染要重一些 风速越大 单位时间内污染物混合的清洁空气量越大 冲淡稀释作用就越好
一般来说 大气中污染物浓度与污染物的总排放量呈正相关 而与风速则呈负相关
在一些特殊的天气条件下 一个地区排放的污染物可能随着上升气流进入高空 并在高空中随
着气团较快地传输 结果可能会在距离污染源很远的地方又随着下沉气团降到地表附近 导致了区
域间的污染物传输 污染物的区域传输 使得一个地区的大气污染在更大的时间和空间尺度上产生
危害
９1049008 风速下降降低了大气的自净能力
现在雾霾越来越频繁 与风速下降有一定的关系 如北京一次北风来过就很干净 但总体来说
中国的平均风速在下降 这种风速的下降减缓了大气自身去除污染物的能力
三 我国大气气溶胶的化学组成和来源
张小曳研究员认为 大气中主要存在 ６ 大来源 ７ 种气溶胶组分 分别是 矿物气溶胶 硫酸盐
（ＳＯ２ 转化） 硝酸盐 海盐 元素碳 有机碳 铵盐 （二次气溶胶） 进入大气层的微粒中 一次气
溶胶的直径非常小 大部分为直径在 １ 微米以下的 ＰＭ１ 占 ＰＭ２1049008 ５ 的 ９０以上 这部分气溶胶起着
成核化 凝结的作用 不同种类的一次气溶胶在大气层中发生混合 反应 形成二次气溶胶 同时
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
作为凝结核 将大气中的水分吸附于其上 使得颗粒的体积进一步增大 就形成了公众经常听到
的 ＰＭ２1049008 ５
１1049008 我国不同区域气溶胶的化学组成
（１） 整体状况及矿物气溶胶
对 ２００６ 和 ２００７ 年在我国 １６ 个观测站 每 ３ 天 １ 次 ２４ 小时干 ＰＭ１０ 滤膜气溶胶样品的分析发
现 矿物气溶胶 （包括沙尘 城市逸散性粉尘和煤烟尘等） 是中国大气气溶胶 （ＰＭ１０） 中含量最大
的组分 约占 ３５ 在西北地区 这一比例高达 ５０mdash６０ 在位于四川盆地的成都 湖北金沙
广东番禺 河北固城和浙江临安等地 矿物气溶胶所占比例也在 ３５mdash４０之间
硫酸盐和有机碳气溶胶 （ＯＣ） 是另外两个含量较大组分 分别约占 １５ 这 ３ 类气溶胶贡献了
我国 ＰＭ１０ 质量浓度的约 ７０ 硝酸盐约占 ７ 铵盐除了在中国西北沙漠区域和青藏高原只占约
０1049008 ５外 在其他地区所占的比例约为 ５ 元素碳气溶胶 （也被称为黑碳） 只占约 ３1049008 ５
（２） 硫酸盐气溶胶
在我国西部人类活动较少的区域 （例如西北沙漠边缘的敦煌站和青藏高原的拉萨站） 硫酸盐的
比例最低 （４mdash６） 表明燃煤污染少 在这些站点硫酸盐浓度水平通常在 ２mdash１０μｇｍ－３之间 其中
拉萨的硫酸盐浓度约在 ２mdash３μｇｍ－３之间 在我国其他区域硫酸盐的比例在 １０mdash２０之间变动 城市
站硫酸盐浓度较高的包括郑州 （４３1049008 ９mdash４６1049008 ３μｇｍ－３） 西安 （４６mdash４８μｇｍ－３） 成都 （３８mdash４２μｇｍ－３）
河北固城 （约 ３５μｇｍ－３） 和广东番禺 （２５mdash２８μｇｍ－３）
我国城市大气中硫酸盐浓度较高与我国能源结构中煤一直占有超过 ７０的比例有关 燃煤源是
中国区域性雾mdash霾天气形成的一个主要的贡献者 在我国遥远背景站硫酸盐所占 ＰＭ１０ 比例最大 例
如在我国最西北的阿克达拉本底站硫酸盐占 ２８ 在西南海拔 ３５８３ｍ 的香格里拉本底站为 ２０ 这
与这些站点气溶胶总体浓度低 矿物气溶胶份额不大有关
（３） 碳气溶胶
包括有机碳和元素碳气溶胶两种 有机碳在遥远背景站点和人类活动较少的区域站点所占比例
较大 例如在阿克达拉 香格里拉 拉萨 敦煌 龙凤山有机碳所占比例一般都超过 ２０ 在香格
里拉甚至高达 ３７ 除了与这些区域其他类型气溶胶相对较少有关外 生物质燃烧和植物自然释放
对有机碳气溶胶的贡献也起了很大作用 元素碳气溶胶所占的比例在我国各个区域变化不大 通常
在 ２mdash５之间 碳气溶胶除了源于生物质燃烧外 燃煤和燃油的贡献也很大
（４） 硝酸盐气溶胶
与硫酸盐类似 在敦煌和拉萨硝酸盐所占比例很小 分别为 １和 ３ 表明燃煤和源于机动车
的燃油排放贡献小 在我国其他区域硝酸所占比例在 ５mdash９之间 我国城市中浓度较大的出现在
郑州 西安和河北固城 （１７1049008 ０mdash２３1049008 ９μｇｍ－３） 成都 广东番禺和大连的浓度在 １０mdash１６μｇｍ－３ 之间
城市大气中的 ＮＯｘ 多来自人类活动使用的化石燃料燃烧 如汽车等流动源 工业窑炉等固定源 由
于近几十年中国经济的高速发展 化石燃料的用量连年攀升 使得 ＮＯｘ 等污染物的排放量也在逐年
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
升高 虽然环境保护部在新建电厂推广 ldquo低氮燃烧技术rdquo （控制燃烧温度 降低 ＮＯｘ 的生成量） 但
多数城市还没有完全实现燃煤脱氮 加之各大城市机动车保有量不断上升 导致了我国硝酸盐气溶
胶浓度也较高
（５） 铵
在我国西部人类活动较少区域 （例如敦煌 拉萨 香格里拉 阿克达拉和皋兰山） 铵的比例通
常低于 ５ 与这些区域氨气排放少 大气中硫酸根也少有关 在我国其他区域铵的比例一般在
５mdash６之间 我国城市大气中铵的浓度也相对较高 这与我国大城市人口众多和废物处置量大 以
及城市大气中较高的硫酸盐和硝酸盐浓度水平 以及较高的大气氧化能力有关
估算出的中国地区 ＮＨ３ 的主要排放源是废物处置 （９６７２1049008 １Ｇｇ） 和农业过程排放 （３６２２1049008 ５Ｇｇ）
其中 源于大牲畜牛 （１８1049008 ５） 猪 （１４1049008 ０） 及数量众多的家禽 （１６1049008 ２） 和农田施用氮肥后土壤
的排放量 （１２1049008 ９） 较高 由于 ＮＨ３ 主要来源于农业过程和动物排放的有机质分解 故中国地区
ＮＨ３ 的排放强度分布和其他主要源于燃烧过程的污染物情况稍有不同 即 ＮＨ３ 排放量较大的分别是
山东 河南 四川 河北等省 这和上述地区的家禽和家畜饲养量高 农田面积较大及化肥施用量
也较高有关 这也就是为什么这些区域站点的铵浓度较大的原因 （郑州 （ １６1049008 ６μｇｍ－３ ） 成都
（１２1049008 ９μｇｍ－３） 固城 （１３1049008 ２μｇｍ－３） 我国西部地区和海南的排放量则相对较小
２1049008 气溶胶污染来源解析
以北京为例 北京 ＰＭ２1049008 ５ 中大多是直径小于 １μｍ （也称为 ＰＭ１） 的粒子 其中最大的组分为有
机碳气溶胶 约占 ４０ 排在第二的组分是硫酸盐气溶胶 占 １６ 主要来自燃煤 第三大组分为
硝酸盐气溶胶 约占 １３ 即有机动车燃油的贡献 也有燃煤的影响 主要来自城市居民活动和城
郊农业等排放的氨气也很容易形成更多的硫酸盐和硝酸盐 北京 ＰＭ１ 中还有一个占 １１的组分即元
素碳 它与有机碳的来源基本一致 来自城市道路开挖 未覆盖道路 建筑工地 工业烟尘和城市
外矿物粉尘的输入 北京大气中还有大量矿物气溶胶粒子 主要分布在 ２1049008 ５mdash４０μｍ 粒径之间 但
ＰＭ１ 中也有约 ７源于矿物气溶胶
基于排放源清单对上述各种化学组分来源的分析显示 北京 ＰＭ１ 中来自工业燃煤和生活燃煤的
排放各贡献约 １８和 １４ 机动车贡献了 ２３ 居民日常生活及其他活动占了约 １９ 它们是北京
细气溶胶污染最重要的来源 包括煤炭燃烧 汽车和工业燃油排放 加油 装修和油漆涂料使用过
程中的排放 还有大量来自燃烧天然气的贡献 生物质作为燃料和在露天的燃烧也贡献了约 ４ 其
他的工业活动贡献了约 ３ 还有约 ７来自矿物气溶胶粒子贡献
四 我国雾mdash霾污染的控制对策
２０１４ 年 ２ 月 习近平在北京考察时指出 应对雾霾污染 改善空气质量的首要任务是控制 ＰＭ２
５ 要从压减燃煤 严格控车 调整产业 强化管理 联防联控 依法治理等方面采取重大举措 聚
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
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误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
二 我国的雾mdash霾形成机理
１1049008 气溶胶污染是形成雾和霾的主要原因
雾和霾是自然界两种天气现象 根据气象学上的定义 霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游
在空中 使水平能见度小于 １０ｋｍ 的空气普遍混浊现象 当空气中水汽较多时 某些吸水性强的干气
溶胶粒子会吸水 长大 并最终活化成云雾的凝结核 产生更多 更小的云雾滴 使能见度进一步
降低 低于 １ｋｍ 时被定义为雾 而能见度在 １mdash１０ｋｍ 时则被定义为轻雾 由于干气溶胶粒子和云雾
滴都能影响能见度 所以 能见度低于 １０ｋｍ 时 可能既有干气溶胶的影响 （即霾的贡献） 也可能
有雾滴的影响 （即雾的贡献） 一般情况下 老百姓看到的我国区域性能见度低于 １０ｋｍ 的空气普遍
浑浊现象被称为 ldquo雾mdash霾rdquo 天气
没有干气溶胶粒子就不能形成霾 没有气溶胶粒子参与在实际大气中也无法形成雾 在过去
当人类活动较弱时 这些气溶胶粒子主要源于自然过程 在大气当中被视为背景气溶胶 但是 随
着人类活动的加剧 我国近二三十年中东部区域霾问题的日益严重 主要是由人为排放的大气气溶
胶显著增加所致 已经不是完全的自然现象 减少雾mdash霾天气所带来的影响 必须对这种变化背后
的大气气溶胶污染给予特别重视
根据近些年的研究成果 亚洲 特别是中国 矿物质气溶胶浓度非常高 这些矿物质气溶胶与
城市的建筑工地 水泥工业等有关 而且这些矿物质气溶胶的浓度仅次于南亚的一些国家 （如印度
巴基斯坦） 但是远远高于欧洲和北美
２1049008 我国背景气溶胶浓度较高
总体而言 我国气溶胶浓度水平较高 与硫酸盐 有机碳 元素碳 硝酸盐和铵有关的污染源
主要可归为 ３ 大类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民的各项活动有关的排放 维持现有经济发展
和社会活动要削减哪个来源都不是件轻松的事情 特别需要提及的是在亚洲大陆 尤其是在我国仅
矿物气溶胶的质量浓度就与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高
在我国华北城市和西北城郊区域其质量浓度年平均值为每立方米空气中 ８０mdash８５μｇ 从包括长三
角的南方城市区域到东部和东北部的城郊区域 矿物气溶胶浓度下降 但也在 ２０mdash４０μｇ 之间 这持
续且动态拉高了我国大气气溶胶的背景浓度 在欧美和东亚到东南亚城市区域矿物气溶胶的质量浓
度通常在 １０mdash２０μｇ 之间 在其城郊区域质量浓度一般在 １０μｇ 以下 远低于我国 由于矿物气溶胶
和污染气体可以发生非均相化学反应 使我国的雾mdash霾问题变得复杂 加之其贡献出较高的背景气
溶胶浓度 指示出对我国污染控制的效果人们应有充分的心理预期
３1049008 二次气溶胶形成使雾mdash霾呈片区状发生
根据北京城区气象观测站点的数据 不同站点的排放量有明显的差异 但是雾霾却是在一个广
泛的区域连片发生 该特点和二次气溶胶有关
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
我国陆地众多污染源排放到大气中大量的气体 这些气体经过大气化学反应在大气中最终一部
分转化为气溶胶粒子 （称为二次气溶胶粒子） 一部分生成臭氧 （因其不影响能见度在雾mdash霾问题中
不做讨论） 二次气溶胶形成方式主要有 ３ 种 一是直接从气体变为气溶胶粒子 （这些新形成的气溶
胶粒子粒径通常在 ３０ｎｍ 以下） 二是新粒子形成后通过碰并 集聚等过程形成一些更大的粒子 （粒
径通常在 １００mdash２００ｎｍ） 三是通过凝结等过程进一步形成一些粒径更大的粒子 （多数在 ３００ｎｍ 一
般不超过 １０００ｎｍ 即 ＰＭ１）
通过对我国 １６ 个站点两年的分析发现 ＰＭ１０ 质量浓度中有超过 ５０是二次气溶胶 在北京夏
季此比例可达 ８０ 除传统研究认识硫酸盐对新粒子形成有贡献外 在我国华北区域观测发现不论
在新粒子形成以及随后的老化阶段二次有机气溶胶的贡献均很大
通过对比排放和气象条件对区域霾形成的贡献 发现一次排放的气溶胶与排放强度关系密切
天气条件却控制着区域中占多数的二次气溶胶的形成及总体 ＰＭ１０ 的浓度变化 导致了人们通常看到
的雨过天晴后的一两天空气变得浑浊 能见度逐渐变差的空气普遍浑浊现象 （即霾） 具有跨省 连
片的区域性特征 张小曳研究员认为这是我国雾霾跨省发生的重要原因
４1049008 气溶胶粒子吸湿增长使观测的不确定性增加
根据张小曳研究员的研究成果 矿物气溶胶与 ＳＯ２ 的反应速度 与摄取的时间和稳定的时间在
不同阶段是不一样的 在同样的条件下 随着湿度的增长 粒子会长大 这时观测到的气溶胶粒子
不仅仅是干气溶胶 还包括它的湿度
当空气中水汽较多时 某些吸水性强的干气溶胶粒子 （硫酸盐 硝酸盐 铵盐和部分可溶性有
机气溶胶） 会吸水 长大 在我国华北区域的观测发现吸湿后的气溶胶粒子粒径会增大 ２０mdash６０
使得在相对湿度大时观测的 ＰＭ２1049008 ５ 质量浓度 ldquo虚高rdquo 因其不完全是气溶胶粒子的贡献 还有水分
的影响 国际气溶胶科学界在做气溶胶研究时通常是在相对湿度小于 ４０的状况下监测和对比干气
溶胶粒子浓度 通过室内实验研究还发现苯甲酸等芳香类有机物与无机盐混合的气溶胶可以在相对
湿度 ７０时就开始吸湿增长 但高湿条件下粒子增幅和理论值相比变小 这会导致气溶胶滞空时间
加长 光学特性变化 使与霾有关的 ＰＭ２1049008 ５ 能见度和气溶胶光学厚度观测的不确定性加大 也会
影响公众的感觉
５1049008 气溶胶粒子不断混合并发生非均相化学反应
气溶胶粒子在大气中多以混合状态存在 还会发生非均相化学反应 对气溶胶单粒子分析发现
我国华北区域中 ７０的气溶胶与 ２ 种或 ３ 种其他来源气溶胶内混合 低温条件下 Ｏ３ 与 ＳＯ２ 在矿物气
溶胶表面存在协同效应使二次硫酸盐生成速率随着温度降低出现先加快后减慢的趋势 直接影响大
气中二次硫酸盐生成总量 矿物气溶胶还与 ２mdash３ 种酸性气体反应 在表面形成液膜 抑制了新粒子
形成 但促使更多的硫酸盐和硝酸盐在其表面转化形成 自身也更易吸湿参与云雾形成
矿物气溶胶因非均相反应形成的酸性界面还加强了前体物表面吸附和化学反应易形成更多的二
次有机气溶胶 研究发现酸性液态表面对气液反应过程有一定的催化作用 同时氧化剂的存在可以
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
显著地提高反应速率 促进二次有机气溶胶的形成 使我国雾mdash霾问题更为复杂
６1049008 雾mdash霾还导致大气层节稳定度增加有利其维持和发展
形成之后的雾mdash霾会使更多的太阳辐射反－散射回空间 使到达地面的辐射减少 大气层结稳定
度增加 使得每日正常排放和二次转化的气溶胶粒子进一步在近地层大气中集聚 凝结 并形成更
多的云雾滴 造成能见度进一步降低 更多云雾滴还会在一天当中残留与下一天的汇合 形成恶性
循环 造成在下一次天气过程之前 连续数天雾mdash霾污染维持与加剧
７1049008 雾mdash霾形成与气象条件密切相关
每次霾的形成 都是在静稳天气条件下一次排放污染物及其变化产生的二次颗粒物气溶胶共同
作用的结果 如 异常的静稳天气和居高的气溶胶浓度共同造成了 ２０１３ 年 １ 月 ６－１６ 日我国中东部
大范围 持续性雾mdash霾
如果大气中的 ＰＭ２1049008 ５ 或 ＰＭ１０ 及其前体污染物 大大超过了由当地气候 地形等条件形成的环
境容量 一旦出现持续的静稳天气 就会出现污染物无法扩散的情况 进而导致大气中细粒子超标
８1049008 气团的移动导致污染物跨区域传输
污染物是可以跨区域传输的 进入大气中的污染物 受大气水平运动以及大气的各种不同程度
的扰动运动的影响 会形成不同程度的输送
风对污染物的扩散有两个作用 一是整体的输送作用 二是冲淡稀释作用 风向决定污染物迁
移运动的方向 风速决定污染物的迁移速度 污染物总是由上风方被输送到下风方 在污染源下风
向 污染要重一些 风速越大 单位时间内污染物混合的清洁空气量越大 冲淡稀释作用就越好
一般来说 大气中污染物浓度与污染物的总排放量呈正相关 而与风速则呈负相关
在一些特殊的天气条件下 一个地区排放的污染物可能随着上升气流进入高空 并在高空中随
着气团较快地传输 结果可能会在距离污染源很远的地方又随着下沉气团降到地表附近 导致了区
域间的污染物传输 污染物的区域传输 使得一个地区的大气污染在更大的时间和空间尺度上产生
危害
９1049008 风速下降降低了大气的自净能力
现在雾霾越来越频繁 与风速下降有一定的关系 如北京一次北风来过就很干净 但总体来说
中国的平均风速在下降 这种风速的下降减缓了大气自身去除污染物的能力
三 我国大气气溶胶的化学组成和来源
张小曳研究员认为 大气中主要存在 ６ 大来源 ７ 种气溶胶组分 分别是 矿物气溶胶 硫酸盐
（ＳＯ２ 转化） 硝酸盐 海盐 元素碳 有机碳 铵盐 （二次气溶胶） 进入大气层的微粒中 一次气
溶胶的直径非常小 大部分为直径在 １ 微米以下的 ＰＭ１ 占 ＰＭ２1049008 ５ 的 ９０以上 这部分气溶胶起着
成核化 凝结的作用 不同种类的一次气溶胶在大气层中发生混合 反应 形成二次气溶胶 同时
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
作为凝结核 将大气中的水分吸附于其上 使得颗粒的体积进一步增大 就形成了公众经常听到
的 ＰＭ２1049008 ５
１1049008 我国不同区域气溶胶的化学组成
（１） 整体状况及矿物气溶胶
对 ２００６ 和 ２００７ 年在我国 １６ 个观测站 每 ３ 天 １ 次 ２４ 小时干 ＰＭ１０ 滤膜气溶胶样品的分析发
现 矿物气溶胶 （包括沙尘 城市逸散性粉尘和煤烟尘等） 是中国大气气溶胶 （ＰＭ１０） 中含量最大
的组分 约占 ３５ 在西北地区 这一比例高达 ５０mdash６０ 在位于四川盆地的成都 湖北金沙
广东番禺 河北固城和浙江临安等地 矿物气溶胶所占比例也在 ３５mdash４０之间
硫酸盐和有机碳气溶胶 （ＯＣ） 是另外两个含量较大组分 分别约占 １５ 这 ３ 类气溶胶贡献了
我国 ＰＭ１０ 质量浓度的约 ７０ 硝酸盐约占 ７ 铵盐除了在中国西北沙漠区域和青藏高原只占约
０1049008 ５外 在其他地区所占的比例约为 ５ 元素碳气溶胶 （也被称为黑碳） 只占约 ３1049008 ５
（２） 硫酸盐气溶胶
在我国西部人类活动较少的区域 （例如西北沙漠边缘的敦煌站和青藏高原的拉萨站） 硫酸盐的
比例最低 （４mdash６） 表明燃煤污染少 在这些站点硫酸盐浓度水平通常在 ２mdash１０μｇｍ－３之间 其中
拉萨的硫酸盐浓度约在 ２mdash３μｇｍ－３之间 在我国其他区域硫酸盐的比例在 １０mdash２０之间变动 城市
站硫酸盐浓度较高的包括郑州 （４３1049008 ９mdash４６1049008 ３μｇｍ－３） 西安 （４６mdash４８μｇｍ－３） 成都 （３８mdash４２μｇｍ－３）
河北固城 （约 ３５μｇｍ－３） 和广东番禺 （２５mdash２８μｇｍ－３）
我国城市大气中硫酸盐浓度较高与我国能源结构中煤一直占有超过 ７０的比例有关 燃煤源是
中国区域性雾mdash霾天气形成的一个主要的贡献者 在我国遥远背景站硫酸盐所占 ＰＭ１０ 比例最大 例
如在我国最西北的阿克达拉本底站硫酸盐占 ２８ 在西南海拔 ３５８３ｍ 的香格里拉本底站为 ２０ 这
与这些站点气溶胶总体浓度低 矿物气溶胶份额不大有关
（３） 碳气溶胶
包括有机碳和元素碳气溶胶两种 有机碳在遥远背景站点和人类活动较少的区域站点所占比例
较大 例如在阿克达拉 香格里拉 拉萨 敦煌 龙凤山有机碳所占比例一般都超过 ２０ 在香格
里拉甚至高达 ３７ 除了与这些区域其他类型气溶胶相对较少有关外 生物质燃烧和植物自然释放
对有机碳气溶胶的贡献也起了很大作用 元素碳气溶胶所占的比例在我国各个区域变化不大 通常
在 ２mdash５之间 碳气溶胶除了源于生物质燃烧外 燃煤和燃油的贡献也很大
（４） 硝酸盐气溶胶
与硫酸盐类似 在敦煌和拉萨硝酸盐所占比例很小 分别为 １和 ３ 表明燃煤和源于机动车
的燃油排放贡献小 在我国其他区域硝酸所占比例在 ５mdash９之间 我国城市中浓度较大的出现在
郑州 西安和河北固城 （１７1049008 ０mdash２３1049008 ９μｇｍ－３） 成都 广东番禺和大连的浓度在 １０mdash１６μｇｍ－３ 之间
城市大气中的 ＮＯｘ 多来自人类活动使用的化石燃料燃烧 如汽车等流动源 工业窑炉等固定源 由
于近几十年中国经济的高速发展 化石燃料的用量连年攀升 使得 ＮＯｘ 等污染物的排放量也在逐年
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
升高 虽然环境保护部在新建电厂推广 ldquo低氮燃烧技术rdquo （控制燃烧温度 降低 ＮＯｘ 的生成量） 但
多数城市还没有完全实现燃煤脱氮 加之各大城市机动车保有量不断上升 导致了我国硝酸盐气溶
胶浓度也较高
（５） 铵
在我国西部人类活动较少区域 （例如敦煌 拉萨 香格里拉 阿克达拉和皋兰山） 铵的比例通
常低于 ５ 与这些区域氨气排放少 大气中硫酸根也少有关 在我国其他区域铵的比例一般在
５mdash６之间 我国城市大气中铵的浓度也相对较高 这与我国大城市人口众多和废物处置量大 以
及城市大气中较高的硫酸盐和硝酸盐浓度水平 以及较高的大气氧化能力有关
估算出的中国地区 ＮＨ３ 的主要排放源是废物处置 （９６７２1049008 １Ｇｇ） 和农业过程排放 （３６２２1049008 ５Ｇｇ）
其中 源于大牲畜牛 （１８1049008 ５） 猪 （１４1049008 ０） 及数量众多的家禽 （１６1049008 ２） 和农田施用氮肥后土壤
的排放量 （１２1049008 ９） 较高 由于 ＮＨ３ 主要来源于农业过程和动物排放的有机质分解 故中国地区
ＮＨ３ 的排放强度分布和其他主要源于燃烧过程的污染物情况稍有不同 即 ＮＨ３ 排放量较大的分别是
山东 河南 四川 河北等省 这和上述地区的家禽和家畜饲养量高 农田面积较大及化肥施用量
也较高有关 这也就是为什么这些区域站点的铵浓度较大的原因 （郑州 （ １６1049008 ６μｇｍ－３ ） 成都
（１２1049008 ９μｇｍ－３） 固城 （１３1049008 ２μｇｍ－３） 我国西部地区和海南的排放量则相对较小
２1049008 气溶胶污染来源解析
以北京为例 北京 ＰＭ２1049008 ５ 中大多是直径小于 １μｍ （也称为 ＰＭ１） 的粒子 其中最大的组分为有
机碳气溶胶 约占 ４０ 排在第二的组分是硫酸盐气溶胶 占 １６ 主要来自燃煤 第三大组分为
硝酸盐气溶胶 约占 １３ 即有机动车燃油的贡献 也有燃煤的影响 主要来自城市居民活动和城
郊农业等排放的氨气也很容易形成更多的硫酸盐和硝酸盐 北京 ＰＭ１ 中还有一个占 １１的组分即元
素碳 它与有机碳的来源基本一致 来自城市道路开挖 未覆盖道路 建筑工地 工业烟尘和城市
外矿物粉尘的输入 北京大气中还有大量矿物气溶胶粒子 主要分布在 ２1049008 ５mdash４０μｍ 粒径之间 但
ＰＭ１ 中也有约 ７源于矿物气溶胶
基于排放源清单对上述各种化学组分来源的分析显示 北京 ＰＭ１ 中来自工业燃煤和生活燃煤的
排放各贡献约 １８和 １４ 机动车贡献了 ２３ 居民日常生活及其他活动占了约 １９ 它们是北京
细气溶胶污染最重要的来源 包括煤炭燃烧 汽车和工业燃油排放 加油 装修和油漆涂料使用过
程中的排放 还有大量来自燃烧天然气的贡献 生物质作为燃料和在露天的燃烧也贡献了约 ４ 其
他的工业活动贡献了约 ３ 还有约 ７来自矿物气溶胶粒子贡献
四 我国雾mdash霾污染的控制对策
２０１４ 年 ２ 月 习近平在北京考察时指出 应对雾霾污染 改善空气质量的首要任务是控制 ＰＭ２
５ 要从压减燃煤 严格控车 调整产业 强化管理 联防联控 依法治理等方面采取重大举措 聚
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
我国陆地众多污染源排放到大气中大量的气体 这些气体经过大气化学反应在大气中最终一部
分转化为气溶胶粒子 （称为二次气溶胶粒子） 一部分生成臭氧 （因其不影响能见度在雾mdash霾问题中
不做讨论） 二次气溶胶形成方式主要有 ３ 种 一是直接从气体变为气溶胶粒子 （这些新形成的气溶
胶粒子粒径通常在 ３０ｎｍ 以下） 二是新粒子形成后通过碰并 集聚等过程形成一些更大的粒子 （粒
径通常在 １００mdash２００ｎｍ） 三是通过凝结等过程进一步形成一些粒径更大的粒子 （多数在 ３００ｎｍ 一
般不超过 １０００ｎｍ 即 ＰＭ１）
通过对我国 １６ 个站点两年的分析发现 ＰＭ１０ 质量浓度中有超过 ５０是二次气溶胶 在北京夏
季此比例可达 ８０ 除传统研究认识硫酸盐对新粒子形成有贡献外 在我国华北区域观测发现不论
在新粒子形成以及随后的老化阶段二次有机气溶胶的贡献均很大
通过对比排放和气象条件对区域霾形成的贡献 发现一次排放的气溶胶与排放强度关系密切
天气条件却控制着区域中占多数的二次气溶胶的形成及总体 ＰＭ１０ 的浓度变化 导致了人们通常看到
的雨过天晴后的一两天空气变得浑浊 能见度逐渐变差的空气普遍浑浊现象 （即霾） 具有跨省 连
片的区域性特征 张小曳研究员认为这是我国雾霾跨省发生的重要原因
４1049008 气溶胶粒子吸湿增长使观测的不确定性增加
根据张小曳研究员的研究成果 矿物气溶胶与 ＳＯ２ 的反应速度 与摄取的时间和稳定的时间在
不同阶段是不一样的 在同样的条件下 随着湿度的增长 粒子会长大 这时观测到的气溶胶粒子
不仅仅是干气溶胶 还包括它的湿度
当空气中水汽较多时 某些吸水性强的干气溶胶粒子 （硫酸盐 硝酸盐 铵盐和部分可溶性有
机气溶胶） 会吸水 长大 在我国华北区域的观测发现吸湿后的气溶胶粒子粒径会增大 ２０mdash６０
使得在相对湿度大时观测的 ＰＭ２1049008 ５ 质量浓度 ldquo虚高rdquo 因其不完全是气溶胶粒子的贡献 还有水分
的影响 国际气溶胶科学界在做气溶胶研究时通常是在相对湿度小于 ４０的状况下监测和对比干气
溶胶粒子浓度 通过室内实验研究还发现苯甲酸等芳香类有机物与无机盐混合的气溶胶可以在相对
湿度 ７０时就开始吸湿增长 但高湿条件下粒子增幅和理论值相比变小 这会导致气溶胶滞空时间
加长 光学特性变化 使与霾有关的 ＰＭ２1049008 ５ 能见度和气溶胶光学厚度观测的不确定性加大 也会
影响公众的感觉
５1049008 气溶胶粒子不断混合并发生非均相化学反应
气溶胶粒子在大气中多以混合状态存在 还会发生非均相化学反应 对气溶胶单粒子分析发现
我国华北区域中 ７０的气溶胶与 ２ 种或 ３ 种其他来源气溶胶内混合 低温条件下 Ｏ３ 与 ＳＯ２ 在矿物气
溶胶表面存在协同效应使二次硫酸盐生成速率随着温度降低出现先加快后减慢的趋势 直接影响大
气中二次硫酸盐生成总量 矿物气溶胶还与 ２mdash３ 种酸性气体反应 在表面形成液膜 抑制了新粒子
形成 但促使更多的硫酸盐和硝酸盐在其表面转化形成 自身也更易吸湿参与云雾形成
矿物气溶胶因非均相反应形成的酸性界面还加强了前体物表面吸附和化学反应易形成更多的二
次有机气溶胶 研究发现酸性液态表面对气液反应过程有一定的催化作用 同时氧化剂的存在可以
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
显著地提高反应速率 促进二次有机气溶胶的形成 使我国雾mdash霾问题更为复杂
６1049008 雾mdash霾还导致大气层节稳定度增加有利其维持和发展
形成之后的雾mdash霾会使更多的太阳辐射反－散射回空间 使到达地面的辐射减少 大气层结稳定
度增加 使得每日正常排放和二次转化的气溶胶粒子进一步在近地层大气中集聚 凝结 并形成更
多的云雾滴 造成能见度进一步降低 更多云雾滴还会在一天当中残留与下一天的汇合 形成恶性
循环 造成在下一次天气过程之前 连续数天雾mdash霾污染维持与加剧
７1049008 雾mdash霾形成与气象条件密切相关
每次霾的形成 都是在静稳天气条件下一次排放污染物及其变化产生的二次颗粒物气溶胶共同
作用的结果 如 异常的静稳天气和居高的气溶胶浓度共同造成了 ２０１３ 年 １ 月 ６－１６ 日我国中东部
大范围 持续性雾mdash霾
如果大气中的 ＰＭ２1049008 ５ 或 ＰＭ１０ 及其前体污染物 大大超过了由当地气候 地形等条件形成的环
境容量 一旦出现持续的静稳天气 就会出现污染物无法扩散的情况 进而导致大气中细粒子超标
８1049008 气团的移动导致污染物跨区域传输
污染物是可以跨区域传输的 进入大气中的污染物 受大气水平运动以及大气的各种不同程度
的扰动运动的影响 会形成不同程度的输送
风对污染物的扩散有两个作用 一是整体的输送作用 二是冲淡稀释作用 风向决定污染物迁
移运动的方向 风速决定污染物的迁移速度 污染物总是由上风方被输送到下风方 在污染源下风
向 污染要重一些 风速越大 单位时间内污染物混合的清洁空气量越大 冲淡稀释作用就越好
一般来说 大气中污染物浓度与污染物的总排放量呈正相关 而与风速则呈负相关
在一些特殊的天气条件下 一个地区排放的污染物可能随着上升气流进入高空 并在高空中随
着气团较快地传输 结果可能会在距离污染源很远的地方又随着下沉气团降到地表附近 导致了区
域间的污染物传输 污染物的区域传输 使得一个地区的大气污染在更大的时间和空间尺度上产生
危害
９1049008 风速下降降低了大气的自净能力
现在雾霾越来越频繁 与风速下降有一定的关系 如北京一次北风来过就很干净 但总体来说
中国的平均风速在下降 这种风速的下降减缓了大气自身去除污染物的能力
三 我国大气气溶胶的化学组成和来源
张小曳研究员认为 大气中主要存在 ６ 大来源 ７ 种气溶胶组分 分别是 矿物气溶胶 硫酸盐
（ＳＯ２ 转化） 硝酸盐 海盐 元素碳 有机碳 铵盐 （二次气溶胶） 进入大气层的微粒中 一次气
溶胶的直径非常小 大部分为直径在 １ 微米以下的 ＰＭ１ 占 ＰＭ２1049008 ５ 的 ９０以上 这部分气溶胶起着
成核化 凝结的作用 不同种类的一次气溶胶在大气层中发生混合 反应 形成二次气溶胶 同时
middot５９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
作为凝结核 将大气中的水分吸附于其上 使得颗粒的体积进一步增大 就形成了公众经常听到
的 ＰＭ２1049008 ５
１1049008 我国不同区域气溶胶的化学组成
（１） 整体状况及矿物气溶胶
对 ２００６ 和 ２００７ 年在我国 １６ 个观测站 每 ３ 天 １ 次 ２４ 小时干 ＰＭ１０ 滤膜气溶胶样品的分析发
现 矿物气溶胶 （包括沙尘 城市逸散性粉尘和煤烟尘等） 是中国大气气溶胶 （ＰＭ１０） 中含量最大
的组分 约占 ３５ 在西北地区 这一比例高达 ５０mdash６０ 在位于四川盆地的成都 湖北金沙
广东番禺 河北固城和浙江临安等地 矿物气溶胶所占比例也在 ３５mdash４０之间
硫酸盐和有机碳气溶胶 （ＯＣ） 是另外两个含量较大组分 分别约占 １５ 这 ３ 类气溶胶贡献了
我国 ＰＭ１０ 质量浓度的约 ７０ 硝酸盐约占 ７ 铵盐除了在中国西北沙漠区域和青藏高原只占约
０1049008 ５外 在其他地区所占的比例约为 ５ 元素碳气溶胶 （也被称为黑碳） 只占约 ３1049008 ５
（２） 硫酸盐气溶胶
在我国西部人类活动较少的区域 （例如西北沙漠边缘的敦煌站和青藏高原的拉萨站） 硫酸盐的
比例最低 （４mdash６） 表明燃煤污染少 在这些站点硫酸盐浓度水平通常在 ２mdash１０μｇｍ－３之间 其中
拉萨的硫酸盐浓度约在 ２mdash３μｇｍ－３之间 在我国其他区域硫酸盐的比例在 １０mdash２０之间变动 城市
站硫酸盐浓度较高的包括郑州 （４３1049008 ９mdash４６1049008 ３μｇｍ－３） 西安 （４６mdash４８μｇｍ－３） 成都 （３８mdash４２μｇｍ－３）
河北固城 （约 ３５μｇｍ－３） 和广东番禺 （２５mdash２８μｇｍ－３）
我国城市大气中硫酸盐浓度较高与我国能源结构中煤一直占有超过 ７０的比例有关 燃煤源是
中国区域性雾mdash霾天气形成的一个主要的贡献者 在我国遥远背景站硫酸盐所占 ＰＭ１０ 比例最大 例
如在我国最西北的阿克达拉本底站硫酸盐占 ２８ 在西南海拔 ３５８３ｍ 的香格里拉本底站为 ２０ 这
与这些站点气溶胶总体浓度低 矿物气溶胶份额不大有关
（３） 碳气溶胶
包括有机碳和元素碳气溶胶两种 有机碳在遥远背景站点和人类活动较少的区域站点所占比例
较大 例如在阿克达拉 香格里拉 拉萨 敦煌 龙凤山有机碳所占比例一般都超过 ２０ 在香格
里拉甚至高达 ３７ 除了与这些区域其他类型气溶胶相对较少有关外 生物质燃烧和植物自然释放
对有机碳气溶胶的贡献也起了很大作用 元素碳气溶胶所占的比例在我国各个区域变化不大 通常
在 ２mdash５之间 碳气溶胶除了源于生物质燃烧外 燃煤和燃油的贡献也很大
（４） 硝酸盐气溶胶
与硫酸盐类似 在敦煌和拉萨硝酸盐所占比例很小 分别为 １和 ３ 表明燃煤和源于机动车
的燃油排放贡献小 在我国其他区域硝酸所占比例在 ５mdash９之间 我国城市中浓度较大的出现在
郑州 西安和河北固城 （１７1049008 ０mdash２３1049008 ９μｇｍ－３） 成都 广东番禺和大连的浓度在 １０mdash１６μｇｍ－３ 之间
城市大气中的 ＮＯｘ 多来自人类活动使用的化石燃料燃烧 如汽车等流动源 工业窑炉等固定源 由
于近几十年中国经济的高速发展 化石燃料的用量连年攀升 使得 ＮＯｘ 等污染物的排放量也在逐年
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
升高 虽然环境保护部在新建电厂推广 ldquo低氮燃烧技术rdquo （控制燃烧温度 降低 ＮＯｘ 的生成量） 但
多数城市还没有完全实现燃煤脱氮 加之各大城市机动车保有量不断上升 导致了我国硝酸盐气溶
胶浓度也较高
（５） 铵
在我国西部人类活动较少区域 （例如敦煌 拉萨 香格里拉 阿克达拉和皋兰山） 铵的比例通
常低于 ５ 与这些区域氨气排放少 大气中硫酸根也少有关 在我国其他区域铵的比例一般在
５mdash６之间 我国城市大气中铵的浓度也相对较高 这与我国大城市人口众多和废物处置量大 以
及城市大气中较高的硫酸盐和硝酸盐浓度水平 以及较高的大气氧化能力有关
估算出的中国地区 ＮＨ３ 的主要排放源是废物处置 （９６７２1049008 １Ｇｇ） 和农业过程排放 （３６２２1049008 ５Ｇｇ）
其中 源于大牲畜牛 （１８1049008 ５） 猪 （１４1049008 ０） 及数量众多的家禽 （１６1049008 ２） 和农田施用氮肥后土壤
的排放量 （１２1049008 ９） 较高 由于 ＮＨ３ 主要来源于农业过程和动物排放的有机质分解 故中国地区
ＮＨ３ 的排放强度分布和其他主要源于燃烧过程的污染物情况稍有不同 即 ＮＨ３ 排放量较大的分别是
山东 河南 四川 河北等省 这和上述地区的家禽和家畜饲养量高 农田面积较大及化肥施用量
也较高有关 这也就是为什么这些区域站点的铵浓度较大的原因 （郑州 （ １６1049008 ６μｇｍ－３ ） 成都
（１２1049008 ９μｇｍ－３） 固城 （１３1049008 ２μｇｍ－３） 我国西部地区和海南的排放量则相对较小
２1049008 气溶胶污染来源解析
以北京为例 北京 ＰＭ２1049008 ５ 中大多是直径小于 １μｍ （也称为 ＰＭ１） 的粒子 其中最大的组分为有
机碳气溶胶 约占 ４０ 排在第二的组分是硫酸盐气溶胶 占 １６ 主要来自燃煤 第三大组分为
硝酸盐气溶胶 约占 １３ 即有机动车燃油的贡献 也有燃煤的影响 主要来自城市居民活动和城
郊农业等排放的氨气也很容易形成更多的硫酸盐和硝酸盐 北京 ＰＭ１ 中还有一个占 １１的组分即元
素碳 它与有机碳的来源基本一致 来自城市道路开挖 未覆盖道路 建筑工地 工业烟尘和城市
外矿物粉尘的输入 北京大气中还有大量矿物气溶胶粒子 主要分布在 ２1049008 ５mdash４０μｍ 粒径之间 但
ＰＭ１ 中也有约 ７源于矿物气溶胶
基于排放源清单对上述各种化学组分来源的分析显示 北京 ＰＭ１ 中来自工业燃煤和生活燃煤的
排放各贡献约 １８和 １４ 机动车贡献了 ２３ 居民日常生活及其他活动占了约 １９ 它们是北京
细气溶胶污染最重要的来源 包括煤炭燃烧 汽车和工业燃油排放 加油 装修和油漆涂料使用过
程中的排放 还有大量来自燃烧天然气的贡献 生物质作为燃料和在露天的燃烧也贡献了约 ４ 其
他的工业活动贡献了约 ３ 还有约 ７来自矿物气溶胶粒子贡献
四 我国雾mdash霾污染的控制对策
２０１４ 年 ２ 月 习近平在北京考察时指出 应对雾霾污染 改善空气质量的首要任务是控制 ＰＭ２
５ 要从压减燃煤 严格控车 调整产业 强化管理 联防联控 依法治理等方面采取重大举措 聚
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
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显著地提高反应速率 促进二次有机气溶胶的形成 使我国雾mdash霾问题更为复杂
６1049008 雾mdash霾还导致大气层节稳定度增加有利其维持和发展
形成之后的雾mdash霾会使更多的太阳辐射反－散射回空间 使到达地面的辐射减少 大气层结稳定
度增加 使得每日正常排放和二次转化的气溶胶粒子进一步在近地层大气中集聚 凝结 并形成更
多的云雾滴 造成能见度进一步降低 更多云雾滴还会在一天当中残留与下一天的汇合 形成恶性
循环 造成在下一次天气过程之前 连续数天雾mdash霾污染维持与加剧
７1049008 雾mdash霾形成与气象条件密切相关
每次霾的形成 都是在静稳天气条件下一次排放污染物及其变化产生的二次颗粒物气溶胶共同
作用的结果 如 异常的静稳天气和居高的气溶胶浓度共同造成了 ２０１３ 年 １ 月 ６－１６ 日我国中东部
大范围 持续性雾mdash霾
如果大气中的 ＰＭ２1049008 ５ 或 ＰＭ１０ 及其前体污染物 大大超过了由当地气候 地形等条件形成的环
境容量 一旦出现持续的静稳天气 就会出现污染物无法扩散的情况 进而导致大气中细粒子超标
８1049008 气团的移动导致污染物跨区域传输
污染物是可以跨区域传输的 进入大气中的污染物 受大气水平运动以及大气的各种不同程度
的扰动运动的影响 会形成不同程度的输送
风对污染物的扩散有两个作用 一是整体的输送作用 二是冲淡稀释作用 风向决定污染物迁
移运动的方向 风速决定污染物的迁移速度 污染物总是由上风方被输送到下风方 在污染源下风
向 污染要重一些 风速越大 单位时间内污染物混合的清洁空气量越大 冲淡稀释作用就越好
一般来说 大气中污染物浓度与污染物的总排放量呈正相关 而与风速则呈负相关
在一些特殊的天气条件下 一个地区排放的污染物可能随着上升气流进入高空 并在高空中随
着气团较快地传输 结果可能会在距离污染源很远的地方又随着下沉气团降到地表附近 导致了区
域间的污染物传输 污染物的区域传输 使得一个地区的大气污染在更大的时间和空间尺度上产生
危害
９1049008 风速下降降低了大气的自净能力
现在雾霾越来越频繁 与风速下降有一定的关系 如北京一次北风来过就很干净 但总体来说
中国的平均风速在下降 这种风速的下降减缓了大气自身去除污染物的能力
三 我国大气气溶胶的化学组成和来源
张小曳研究员认为 大气中主要存在 ６ 大来源 ７ 种气溶胶组分 分别是 矿物气溶胶 硫酸盐
（ＳＯ２ 转化） 硝酸盐 海盐 元素碳 有机碳 铵盐 （二次气溶胶） 进入大气层的微粒中 一次气
溶胶的直径非常小 大部分为直径在 １ 微米以下的 ＰＭ１ 占 ＰＭ２1049008 ５ 的 ９０以上 这部分气溶胶起着
成核化 凝结的作用 不同种类的一次气溶胶在大气层中发生混合 反应 形成二次气溶胶 同时
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２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
作为凝结核 将大气中的水分吸附于其上 使得颗粒的体积进一步增大 就形成了公众经常听到
的 ＰＭ２1049008 ５
１1049008 我国不同区域气溶胶的化学组成
（１） 整体状况及矿物气溶胶
对 ２００６ 和 ２００７ 年在我国 １６ 个观测站 每 ３ 天 １ 次 ２４ 小时干 ＰＭ１０ 滤膜气溶胶样品的分析发
现 矿物气溶胶 （包括沙尘 城市逸散性粉尘和煤烟尘等） 是中国大气气溶胶 （ＰＭ１０） 中含量最大
的组分 约占 ３５ 在西北地区 这一比例高达 ５０mdash６０ 在位于四川盆地的成都 湖北金沙
广东番禺 河北固城和浙江临安等地 矿物气溶胶所占比例也在 ３５mdash４０之间
硫酸盐和有机碳气溶胶 （ＯＣ） 是另外两个含量较大组分 分别约占 １５ 这 ３ 类气溶胶贡献了
我国 ＰＭ１０ 质量浓度的约 ７０ 硝酸盐约占 ７ 铵盐除了在中国西北沙漠区域和青藏高原只占约
０1049008 ５外 在其他地区所占的比例约为 ５ 元素碳气溶胶 （也被称为黑碳） 只占约 ３1049008 ５
（２） 硫酸盐气溶胶
在我国西部人类活动较少的区域 （例如西北沙漠边缘的敦煌站和青藏高原的拉萨站） 硫酸盐的
比例最低 （４mdash６） 表明燃煤污染少 在这些站点硫酸盐浓度水平通常在 ２mdash１０μｇｍ－３之间 其中
拉萨的硫酸盐浓度约在 ２mdash３μｇｍ－３之间 在我国其他区域硫酸盐的比例在 １０mdash２０之间变动 城市
站硫酸盐浓度较高的包括郑州 （４３1049008 ９mdash４６1049008 ３μｇｍ－３） 西安 （４６mdash４８μｇｍ－３） 成都 （３８mdash４２μｇｍ－３）
河北固城 （约 ３５μｇｍ－３） 和广东番禺 （２５mdash２８μｇｍ－３）
我国城市大气中硫酸盐浓度较高与我国能源结构中煤一直占有超过 ７０的比例有关 燃煤源是
中国区域性雾mdash霾天气形成的一个主要的贡献者 在我国遥远背景站硫酸盐所占 ＰＭ１０ 比例最大 例
如在我国最西北的阿克达拉本底站硫酸盐占 ２８ 在西南海拔 ３５８３ｍ 的香格里拉本底站为 ２０ 这
与这些站点气溶胶总体浓度低 矿物气溶胶份额不大有关
（３） 碳气溶胶
包括有机碳和元素碳气溶胶两种 有机碳在遥远背景站点和人类活动较少的区域站点所占比例
较大 例如在阿克达拉 香格里拉 拉萨 敦煌 龙凤山有机碳所占比例一般都超过 ２０ 在香格
里拉甚至高达 ３７ 除了与这些区域其他类型气溶胶相对较少有关外 生物质燃烧和植物自然释放
对有机碳气溶胶的贡献也起了很大作用 元素碳气溶胶所占的比例在我国各个区域变化不大 通常
在 ２mdash５之间 碳气溶胶除了源于生物质燃烧外 燃煤和燃油的贡献也很大
（４） 硝酸盐气溶胶
与硫酸盐类似 在敦煌和拉萨硝酸盐所占比例很小 分别为 １和 ３ 表明燃煤和源于机动车
的燃油排放贡献小 在我国其他区域硝酸所占比例在 ５mdash９之间 我国城市中浓度较大的出现在
郑州 西安和河北固城 （１７1049008 ０mdash２３1049008 ９μｇｍ－３） 成都 广东番禺和大连的浓度在 １０mdash１６μｇｍ－３ 之间
城市大气中的 ＮＯｘ 多来自人类活动使用的化石燃料燃烧 如汽车等流动源 工业窑炉等固定源 由
于近几十年中国经济的高速发展 化石燃料的用量连年攀升 使得 ＮＯｘ 等污染物的排放量也在逐年
middot６９１middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
升高 虽然环境保护部在新建电厂推广 ldquo低氮燃烧技术rdquo （控制燃烧温度 降低 ＮＯｘ 的生成量） 但
多数城市还没有完全实现燃煤脱氮 加之各大城市机动车保有量不断上升 导致了我国硝酸盐气溶
胶浓度也较高
（５） 铵
在我国西部人类活动较少区域 （例如敦煌 拉萨 香格里拉 阿克达拉和皋兰山） 铵的比例通
常低于 ５ 与这些区域氨气排放少 大气中硫酸根也少有关 在我国其他区域铵的比例一般在
５mdash６之间 我国城市大气中铵的浓度也相对较高 这与我国大城市人口众多和废物处置量大 以
及城市大气中较高的硫酸盐和硝酸盐浓度水平 以及较高的大气氧化能力有关
估算出的中国地区 ＮＨ３ 的主要排放源是废物处置 （９６７２1049008 １Ｇｇ） 和农业过程排放 （３６２２1049008 ５Ｇｇ）
其中 源于大牲畜牛 （１８1049008 ５） 猪 （１４1049008 ０） 及数量众多的家禽 （１６1049008 ２） 和农田施用氮肥后土壤
的排放量 （１２1049008 ９） 较高 由于 ＮＨ３ 主要来源于农业过程和动物排放的有机质分解 故中国地区
ＮＨ３ 的排放强度分布和其他主要源于燃烧过程的污染物情况稍有不同 即 ＮＨ３ 排放量较大的分别是
山东 河南 四川 河北等省 这和上述地区的家禽和家畜饲养量高 农田面积较大及化肥施用量
也较高有关 这也就是为什么这些区域站点的铵浓度较大的原因 （郑州 （ １６1049008 ６μｇｍ－３ ） 成都
（１２1049008 ９μｇｍ－３） 固城 （１３1049008 ２μｇｍ－３） 我国西部地区和海南的排放量则相对较小
２1049008 气溶胶污染来源解析
以北京为例 北京 ＰＭ２1049008 ５ 中大多是直径小于 １μｍ （也称为 ＰＭ１） 的粒子 其中最大的组分为有
机碳气溶胶 约占 ４０ 排在第二的组分是硫酸盐气溶胶 占 １６ 主要来自燃煤 第三大组分为
硝酸盐气溶胶 约占 １３ 即有机动车燃油的贡献 也有燃煤的影响 主要来自城市居民活动和城
郊农业等排放的氨气也很容易形成更多的硫酸盐和硝酸盐 北京 ＰＭ１ 中还有一个占 １１的组分即元
素碳 它与有机碳的来源基本一致 来自城市道路开挖 未覆盖道路 建筑工地 工业烟尘和城市
外矿物粉尘的输入 北京大气中还有大量矿物气溶胶粒子 主要分布在 ２1049008 ５mdash４０μｍ 粒径之间 但
ＰＭ１ 中也有约 ７源于矿物气溶胶
基于排放源清单对上述各种化学组分来源的分析显示 北京 ＰＭ１ 中来自工业燃煤和生活燃煤的
排放各贡献约 １８和 １４ 机动车贡献了 ２３ 居民日常生活及其他活动占了约 １９ 它们是北京
细气溶胶污染最重要的来源 包括煤炭燃烧 汽车和工业燃油排放 加油 装修和油漆涂料使用过
程中的排放 还有大量来自燃烧天然气的贡献 生物质作为燃料和在露天的燃烧也贡献了约 ４ 其
他的工业活动贡献了约 ３ 还有约 ７来自矿物气溶胶粒子贡献
四 我国雾mdash霾污染的控制对策
２０１４ 年 ２ 月 习近平在北京考察时指出 应对雾霾污染 改善空气质量的首要任务是控制 ＰＭ２
５ 要从压减燃煤 严格控车 调整产业 强化管理 联防联控 依法治理等方面采取重大举措 聚
middot７９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
middot８９１middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
middot９９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
middot００２middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
作为凝结核 将大气中的水分吸附于其上 使得颗粒的体积进一步增大 就形成了公众经常听到
的 ＰＭ２1049008 ５
１1049008 我国不同区域气溶胶的化学组成
（１） 整体状况及矿物气溶胶
对 ２００６ 和 ２００７ 年在我国 １６ 个观测站 每 ３ 天 １ 次 ２４ 小时干 ＰＭ１０ 滤膜气溶胶样品的分析发
现 矿物气溶胶 （包括沙尘 城市逸散性粉尘和煤烟尘等） 是中国大气气溶胶 （ＰＭ１０） 中含量最大
的组分 约占 ３５ 在西北地区 这一比例高达 ５０mdash６０ 在位于四川盆地的成都 湖北金沙
广东番禺 河北固城和浙江临安等地 矿物气溶胶所占比例也在 ３５mdash４０之间
硫酸盐和有机碳气溶胶 （ＯＣ） 是另外两个含量较大组分 分别约占 １５ 这 ３ 类气溶胶贡献了
我国 ＰＭ１０ 质量浓度的约 ７０ 硝酸盐约占 ７ 铵盐除了在中国西北沙漠区域和青藏高原只占约
０1049008 ５外 在其他地区所占的比例约为 ５ 元素碳气溶胶 （也被称为黑碳） 只占约 ３1049008 ５
（２） 硫酸盐气溶胶
在我国西部人类活动较少的区域 （例如西北沙漠边缘的敦煌站和青藏高原的拉萨站） 硫酸盐的
比例最低 （４mdash６） 表明燃煤污染少 在这些站点硫酸盐浓度水平通常在 ２mdash１０μｇｍ－３之间 其中
拉萨的硫酸盐浓度约在 ２mdash３μｇｍ－３之间 在我国其他区域硫酸盐的比例在 １０mdash２０之间变动 城市
站硫酸盐浓度较高的包括郑州 （４３1049008 ９mdash４６1049008 ３μｇｍ－３） 西安 （４６mdash４８μｇｍ－３） 成都 （３８mdash４２μｇｍ－３）
河北固城 （约 ３５μｇｍ－３） 和广东番禺 （２５mdash２８μｇｍ－３）
我国城市大气中硫酸盐浓度较高与我国能源结构中煤一直占有超过 ７０的比例有关 燃煤源是
中国区域性雾mdash霾天气形成的一个主要的贡献者 在我国遥远背景站硫酸盐所占 ＰＭ１０ 比例最大 例
如在我国最西北的阿克达拉本底站硫酸盐占 ２８ 在西南海拔 ３５８３ｍ 的香格里拉本底站为 ２０ 这
与这些站点气溶胶总体浓度低 矿物气溶胶份额不大有关
（３） 碳气溶胶
包括有机碳和元素碳气溶胶两种 有机碳在遥远背景站点和人类活动较少的区域站点所占比例
较大 例如在阿克达拉 香格里拉 拉萨 敦煌 龙凤山有机碳所占比例一般都超过 ２０ 在香格
里拉甚至高达 ３７ 除了与这些区域其他类型气溶胶相对较少有关外 生物质燃烧和植物自然释放
对有机碳气溶胶的贡献也起了很大作用 元素碳气溶胶所占的比例在我国各个区域变化不大 通常
在 ２mdash５之间 碳气溶胶除了源于生物质燃烧外 燃煤和燃油的贡献也很大
（４） 硝酸盐气溶胶
与硫酸盐类似 在敦煌和拉萨硝酸盐所占比例很小 分别为 １和 ３ 表明燃煤和源于机动车
的燃油排放贡献小 在我国其他区域硝酸所占比例在 ５mdash９之间 我国城市中浓度较大的出现在
郑州 西安和河北固城 （１７1049008 ０mdash２３1049008 ９μｇｍ－３） 成都 广东番禺和大连的浓度在 １０mdash１６μｇｍ－３ 之间
城市大气中的 ＮＯｘ 多来自人类活动使用的化石燃料燃烧 如汽车等流动源 工业窑炉等固定源 由
于近几十年中国经济的高速发展 化石燃料的用量连年攀升 使得 ＮＯｘ 等污染物的排放量也在逐年
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城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
升高 虽然环境保护部在新建电厂推广 ldquo低氮燃烧技术rdquo （控制燃烧温度 降低 ＮＯｘ 的生成量） 但
多数城市还没有完全实现燃煤脱氮 加之各大城市机动车保有量不断上升 导致了我国硝酸盐气溶
胶浓度也较高
（５） 铵
在我国西部人类活动较少区域 （例如敦煌 拉萨 香格里拉 阿克达拉和皋兰山） 铵的比例通
常低于 ５ 与这些区域氨气排放少 大气中硫酸根也少有关 在我国其他区域铵的比例一般在
５mdash６之间 我国城市大气中铵的浓度也相对较高 这与我国大城市人口众多和废物处置量大 以
及城市大气中较高的硫酸盐和硝酸盐浓度水平 以及较高的大气氧化能力有关
估算出的中国地区 ＮＨ３ 的主要排放源是废物处置 （９６７２1049008 １Ｇｇ） 和农业过程排放 （３６２２1049008 ５Ｇｇ）
其中 源于大牲畜牛 （１８1049008 ５） 猪 （１４1049008 ０） 及数量众多的家禽 （１６1049008 ２） 和农田施用氮肥后土壤
的排放量 （１２1049008 ９） 较高 由于 ＮＨ３ 主要来源于农业过程和动物排放的有机质分解 故中国地区
ＮＨ３ 的排放强度分布和其他主要源于燃烧过程的污染物情况稍有不同 即 ＮＨ３ 排放量较大的分别是
山东 河南 四川 河北等省 这和上述地区的家禽和家畜饲养量高 农田面积较大及化肥施用量
也较高有关 这也就是为什么这些区域站点的铵浓度较大的原因 （郑州 （ １６1049008 ６μｇｍ－３ ） 成都
（１２1049008 ９μｇｍ－３） 固城 （１３1049008 ２μｇｍ－３） 我国西部地区和海南的排放量则相对较小
２1049008 气溶胶污染来源解析
以北京为例 北京 ＰＭ２1049008 ５ 中大多是直径小于 １μｍ （也称为 ＰＭ１） 的粒子 其中最大的组分为有
机碳气溶胶 约占 ４０ 排在第二的组分是硫酸盐气溶胶 占 １６ 主要来自燃煤 第三大组分为
硝酸盐气溶胶 约占 １３ 即有机动车燃油的贡献 也有燃煤的影响 主要来自城市居民活动和城
郊农业等排放的氨气也很容易形成更多的硫酸盐和硝酸盐 北京 ＰＭ１ 中还有一个占 １１的组分即元
素碳 它与有机碳的来源基本一致 来自城市道路开挖 未覆盖道路 建筑工地 工业烟尘和城市
外矿物粉尘的输入 北京大气中还有大量矿物气溶胶粒子 主要分布在 ２1049008 ５mdash４０μｍ 粒径之间 但
ＰＭ１ 中也有约 ７源于矿物气溶胶
基于排放源清单对上述各种化学组分来源的分析显示 北京 ＰＭ１ 中来自工业燃煤和生活燃煤的
排放各贡献约 １８和 １４ 机动车贡献了 ２３ 居民日常生活及其他活动占了约 １９ 它们是北京
细气溶胶污染最重要的来源 包括煤炭燃烧 汽车和工业燃油排放 加油 装修和油漆涂料使用过
程中的排放 还有大量来自燃烧天然气的贡献 生物质作为燃料和在露天的燃烧也贡献了约 ４ 其
他的工业活动贡献了约 ３ 还有约 ７来自矿物气溶胶粒子贡献
四 我国雾mdash霾污染的控制对策
２０１４ 年 ２ 月 习近平在北京考察时指出 应对雾霾污染 改善空气质量的首要任务是控制 ＰＭ２
５ 要从压减燃煤 严格控车 调整产业 强化管理 联防联控 依法治理等方面采取重大举措 聚
middot７９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
middot８９１middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
middot９９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
middot００２middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
升高 虽然环境保护部在新建电厂推广 ldquo低氮燃烧技术rdquo （控制燃烧温度 降低 ＮＯｘ 的生成量） 但
多数城市还没有完全实现燃煤脱氮 加之各大城市机动车保有量不断上升 导致了我国硝酸盐气溶
胶浓度也较高
（５） 铵
在我国西部人类活动较少区域 （例如敦煌 拉萨 香格里拉 阿克达拉和皋兰山） 铵的比例通
常低于 ５ 与这些区域氨气排放少 大气中硫酸根也少有关 在我国其他区域铵的比例一般在
５mdash６之间 我国城市大气中铵的浓度也相对较高 这与我国大城市人口众多和废物处置量大 以
及城市大气中较高的硫酸盐和硝酸盐浓度水平 以及较高的大气氧化能力有关
估算出的中国地区 ＮＨ３ 的主要排放源是废物处置 （９６７２1049008 １Ｇｇ） 和农业过程排放 （３６２２1049008 ５Ｇｇ）
其中 源于大牲畜牛 （１８1049008 ５） 猪 （１４1049008 ０） 及数量众多的家禽 （１６1049008 ２） 和农田施用氮肥后土壤
的排放量 （１２1049008 ９） 较高 由于 ＮＨ３ 主要来源于农业过程和动物排放的有机质分解 故中国地区
ＮＨ３ 的排放强度分布和其他主要源于燃烧过程的污染物情况稍有不同 即 ＮＨ３ 排放量较大的分别是
山东 河南 四川 河北等省 这和上述地区的家禽和家畜饲养量高 农田面积较大及化肥施用量
也较高有关 这也就是为什么这些区域站点的铵浓度较大的原因 （郑州 （ １６1049008 ６μｇｍ－３ ） 成都
（１２1049008 ９μｇｍ－３） 固城 （１３1049008 ２μｇｍ－３） 我国西部地区和海南的排放量则相对较小
２1049008 气溶胶污染来源解析
以北京为例 北京 ＰＭ２1049008 ５ 中大多是直径小于 １μｍ （也称为 ＰＭ１） 的粒子 其中最大的组分为有
机碳气溶胶 约占 ４０ 排在第二的组分是硫酸盐气溶胶 占 １６ 主要来自燃煤 第三大组分为
硝酸盐气溶胶 约占 １３ 即有机动车燃油的贡献 也有燃煤的影响 主要来自城市居民活动和城
郊农业等排放的氨气也很容易形成更多的硫酸盐和硝酸盐 北京 ＰＭ１ 中还有一个占 １１的组分即元
素碳 它与有机碳的来源基本一致 来自城市道路开挖 未覆盖道路 建筑工地 工业烟尘和城市
外矿物粉尘的输入 北京大气中还有大量矿物气溶胶粒子 主要分布在 ２1049008 ５mdash４０μｍ 粒径之间 但
ＰＭ１ 中也有约 ７源于矿物气溶胶
基于排放源清单对上述各种化学组分来源的分析显示 北京 ＰＭ１ 中来自工业燃煤和生活燃煤的
排放各贡献约 １８和 １４ 机动车贡献了 ２３ 居民日常生活及其他活动占了约 １９ 它们是北京
细气溶胶污染最重要的来源 包括煤炭燃烧 汽车和工业燃油排放 加油 装修和油漆涂料使用过
程中的排放 还有大量来自燃烧天然气的贡献 生物质作为燃料和在露天的燃烧也贡献了约 ４ 其
他的工业活动贡献了约 ３ 还有约 ７来自矿物气溶胶粒子贡献
四 我国雾mdash霾污染的控制对策
２０１４ 年 ２ 月 习近平在北京考察时指出 应对雾霾污染 改善空气质量的首要任务是控制 ＰＭ２
５ 要从压减燃煤 严格控车 调整产业 强化管理 联防联控 依法治理等方面采取重大举措 聚
middot７９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
middot８９１middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
middot９９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
middot００２middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
焦重点领域 严格指标考核 加强环境执法监管 认真进行责任追究
１1049008 科学判断控制污染源的长期性和艰巨性
和全国情况类似 北京的气溶胶污染源归根到底也为 ３ 类 一是燃煤 二是燃油 三是与居民
的各项活动有关的排放 对于燃煤源的削减关键是调整能源结构 我国现今一次性能源消费的 ７０
以上仍靠煤炭 对 ２０５０ 年的测算显示到时仍有 ５０的一次能源消费来自煤炭 调整能源结构需要政
府抉择 任重道远
节能降耗是建议立即采取和常抓不懈的措施 削减燃油排放控制机动车的排放是关键 除了可
削减其自身的排放物外 还可以极大地减弱大气氧化性 减少二次气溶胶粒子的形成 但我国机动
车保有量仍在攀升 机动车使用确实为居民生活和经济发展带来诸多益处 大幅削减机动车需要综
合的政策调整 因素错综复杂 控制机动车保有量大幅增长 提高油品质量 调高机动车排放标准
提高长时间商业运营车辆的 ldquo档次rdquo 减少其排放 加快淘汰和换代老旧车辆 不断发展公共交通是
当今可以采取的措施
控制与居民生活紧密相关的各种污染源排放更是长期的挑战 机动车燃油排放以及燃煤排放中
生活和商用燃煤排放都与居民的活动息息相关 此外建筑用和居民用油漆 装修 汽车加油过程
城市垃圾处理和居民做饭等都涉及居民的活动 我国北京 上海 广州这些拥有上千万人口的超大
城市 以及伴随着城市化进程发展的中小城市居民活动持续增加 这些都给污染控制带来巨大挑战
因此 对我国大气污染治理的长期性和艰巨性要有充分的科学判断 由于我国矿物气溶胶本底
浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和相当或更高 应理解即使我国的控制措施百分之百实现 也很
难稳定地达到欧美国家的空气质量水平 及时制定适用于我国人群及健康的 ＰＭ２1049008 ５ 空气质量标准也
很重要
２1049008 优化产业选择和能源利用
城市产业选择要根据城市的比较优势而定 根据自身情况选择发展基础工业 资源型产业或旅
游产业等 但无论发展何种产业 都要重视产业结构升级 在发展钢铁 水泥等城镇化建设必需的
产业时 应重视解决环境污染问题 目前 我国雾霾问题非常严峻 很大程度上是烟尘污染所致
因此 首先应对排放烟尘的设施实行脱硫 脱硝 除尘等措施 对汽车尾气排放加强检测 更重要
的是要严格执行环境标准和法规
而在能源利用方面 首先 要集中清洁地利用煤炭 我国 ４８的煤炭用于发电 ５２的煤炭供
城市 城市周边及农村地区居民燃烧使用 而这会产生很严重的污染 因此 集中使用煤炭是更好
的利用方式 准确地说 应该是提高煤炭用于发电的比率 升级城乡的小煤炉 或是将其替换掉
所以 与其控制煤炭总量 不如先把煤炭集中清洁利用 这样更为合理
其次 要进行能源升级和发展新能源 国际上大力发展石油与天然气等能源结构优化的方向是
对的 但不适用于中国的实际情况 中国煤炭资源较多 石油资源则很有限 天然气也要依靠进口
对于现在国内很多人主张用天然气发电 周宏春研究员认为这并不是一个好的选择 甚至是错
middot８９１middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
middot９９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
middot００２middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
误的选择 这样做 既大幅度提高了发电成本 又浪费了本来可以有更高利用价值的稀缺资源 应
该优先解决烧煤炉的问题 现在最大的问题是煤炭燃烧向农村扩展 使得整个大区域内污染物排放
量增加 能源利用效率降低 运输成本增加 因此 今后能源结构升级 应优先解决对小煤炉的治
理 用天然气代替煤炭供给小城镇 城郊和农村居民使用 合理改善农村地区的环境问题 而不是
主张利用稀缺的天然气资源发电
要调整能源结构 减少燃煤提供能源的比例 增加其他更为环保的能源 鼓励人们使用环保的
交通工具 例如电动车 ldquo节能降耗rdquo 从每一个人做起 控制机动车的数量 严控尾气排放标准 提
高油品质量
３1049008 重视大颗粒气溶胶粒子的控制
除细气溶胶粒子之外 对直径为 ２1049008 ５mdash１０μｍ 甚至更大气溶胶粒子的控制也不容忽视
与城市逸散性粉尘有关的排放源 主要是煤烟尘及城市本身的建筑工地 未覆盖道路 道路开
挖没有及时回填 道路没有及时清扫产生的矿物气溶胶 以及我国因地处亚洲并接近亚洲粉尘源区
来自城市之外输入的矿物粉尘 都对我国城市的矿物气溶胶有所贡献 这要求对粗粒子的控制力度
也不能放松
４1049008 以国家政策和机制为驱动 推进区域协同控制
我国的霾主要分布在 ９ 个区域 在这些区域中能见度变化较为类似 污染物相互传输 其中有 ４
个是区域性霾问题最大的区域 （１） 华北平原 包括京－津快速发展的经济区以及河北 山东 河
南 关中平原因能见度变化类似也归在此区 （２） 华东区域 以长三角快速发展的经济区为主体
涵盖湖北 安徽 江苏 上海和浙江 （３） 华南区域 以珠三角快速发展的经济区为主体 包括广
东和广西 （４） 西南区域 主要是四川盆地
对雾mdash霾背后的大气气溶胶污染控制需要区域各省共同参与才能真正奏效 区域联合防治是相
对成本低 环境收益大的举措 以燃煤控制为例 北京经过数轮大气污染治理 大型的燃煤工业点
源脱硫 脱硝已经走在全国前列 商业用煤基本已被天然气替代 利用优质煤炭集中供暖和采用天
然气供暖也走在全国前列 对还残存的工业 商业和居民燃煤排放的控制处于挖潜和攻坚阶段 而
北京以南的天津每年的燃煤量约为北京的 ３ 倍 河北约是北京的 １０ 倍 这些省市还包括山东和河南
的污染控制措施需要进一步加大 只有这样才能从根本上改善一个区域的空气质量和减少雾mdash霾
天气
区域联合治理是相对成本低 环境收益大的举措 雾霾污染既有流动性又有流动方向不确定性
排污者和治理责任都难以界定清楚 解决这类污染问题 必须从相关区域联合治理 排放主体联合
治理 相关组织联合治理 各个维度联合治理等角度构建联合治理机制
第一 建立协调平台 利益相关者通过平等的协商平台 共同制定雾霾治理的实施规划 将治
理什么 怎么治理和谁来治理等任务落到实处 确保联合治理雾霾工作的顺利推进
第二 完善治理机制 利益相关者通过有效的制度安排 形成共同遵循的运作规则和共同认可
middot９９１middot
２０１４ ldquo城市生态环境问题rdquo 钱学森城市学金奖 西湖城市学金奖征集评选
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
middot００２middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
的执行标准 促使煤改气 煤改电 集中供热等能源利用方式的改进 促使企业和家庭生产和消费
达标的能源产品 促使公交优先战略的实施和新能源汽车的推广 等
第三 分解治理任务 一是把减排任务分解到各个地方和各类微观主体 二是把扩大植被覆盖
面积和提高单位植被面积上的生物量等增加环境容量的任务分解到各个地方和各类微观主体
第四 开展协同创新 政府要引导利益相关者开展制度 组织和技术上的协同创新 实现污染
减少与操作便利的统一 比如汽车行走途中停车自动熄火 继续行走自动启动的技术 推进天然气
水电 核电等清洁能源对化石能源的替代
第五 规范个人行为 消除雾霾是每个人的责任 要从环境教育和推广共治共享模式入手 引
导企业和国民减少能源消耗量和 ＰＭ２1049008 ５ 排放量 例如多坐公交车 少开私家车 消除冬季室内过度
供暖 夏季室内过度制冷等现象 所有用能设备和设施 都直接或间接地对雾霾形成施加影响
５1049008 建立领导责任制
大气污染非常复杂 污染物排放及其对效益 健康 生态等的协同效应 使得大气污染治理的
科学决策需要非常有力的基础理论研究 但是现在很多的决策缺乏科学 系统 有效的科学依据
大气污染防治行动计划要明确政府 企业和社会的责任 动员全民参与环境保护 国家要调整对各
省主要领导人政绩考核指标以及各省经济发展方式转变的政策和机制 将 ＰＭ２1049008 ５ 控制纳入省 市领
导人考核的约束性指标 要将能源结构 机动车 城市逸散性粉尘 ＰＭ２1049008 ５ 约束性指标 与主要领
导人的考核挂钩
６1049008 开展科普宣传 加强公众参与
建议科学界广泛开展科普宣传 让公众充分了解雾mdash霾污染背后的科学规律 政府要不遗余力
地加大污染源控制和削减工作 并做好雾mdash霾天气的预报 全社会不惊慌 不泄气 齐努力来应对
当今已经有大量污染物参与的雾mdash霾天气
middot００２middot
城 市 学 研 究 ２０１５ 年第 １ 期
