《新民周刊》:今年三四月份,上海频繁地出现阴沉灰暗的天气,在你看来,这是由于灰霾天气吗?我们如何区分雾与霾?
吴兑:对,应该主要都是灰霾。大家有一个误区认为,只要城市周围灰蒙蒙的模糊的天气状态都叫雾,实际上这不是科学意义上的雾,而是霾。
从气象学而言,雾出现的机会很少,雾在全世界主要出现在两个地区,高山地区与两极,即高海拔 或高纬度。雾主要是由水滴和冰晶组成,《尔雅》曰,"风而雨土曰霾",顾名思义就是沙尘暴引起了古义中的"霾",黄土高原就是这样形成的;黄海、东海丰富 的渔场包括舟山渔场,也是沙尘暴送"霾"过去、使得营养物质沉降到海里,才造就了资源丰富的渔场。
霾的形成共有3种机制:一是自然界的扬沙、沙尘暴、浮尘形成的霾;另一个是人类活动排放到大气中的粉尘形成的霾;还有一个是人类活动排放的气态污染物通过光化烟雾形成了霾。可见,霾是由沙尘、海盐、有机碳等复杂粒子组成的,霾与雾有着根本区别。
雾和霾在学科上是有明确的不同定义,而且在科学上,我们认为一个霾粒子通过吸湿增长成为雾是不可能的。实际上,尤其在城市里看到的,十之八九都是霾,极少看到雾。雾是低温下饱和气块的可见标志,需要一定的降温过程才能形成。
教科书上明确写着,不管是大气物理还是大气光学的表述都是:大气中每时每刻都有霾存在,而雾滴的存在是少见或罕见的。所以我们看到的城市的十次低能见度,九次应该是霾。
还有一个经典定义是:雾一定要饱和,一定要有降温过程。至于低温范围,我们气象学上通常认为 是在15摄氏度以下才可能形成雾,放宽而言,也得在25摄氏度以下。新闻称,"上海二三十摄氏度还有雾",这是不可能的;而称,"在北京的夏天出现雾", 就更不可能了。这些都不是雾,而是霾。像现在,广州春天的太阳显得比较"虚弱",这也与霾有关。
《新民周刊》:雾和霾有污染吗?霾对人的影响表现在哪里?
吴兑:因为雾和霾可以相互转化,霾本来含有有害物质,等到真正过饱和以后形成雾,那雾的污染浓度也会很高,所以在城市区域,雾和霾,都是含有有害物质的。
就跟水污染一样,实际上水已被有害物质污染了,但表面显得清澈透明,等到水发黑、发臭了,其 污染就已经到了很严重的程度,无法弥补了。大气污染也是一样的,当肉眼还无法感觉到时,大气的污染指数就已经超标了,等到人眼看到空气不行时,大气中的有 害物质浓度已经到了我们不得不治污的时候了。
PM1(空气动力学等效直径为1微米以下的大气颗粒物)的细粒子,如果沉积在鼻腔与呼吸道 里,人类可以通过自我清理系统比如吐痰、擤鼻涕等清理掉,但如果PM1细粒子是水溶性的污染物,它能沉积在肺泡里,经浸润之后可通过肺泡交换进入主静脉, 再由主静脉输送到心脏直至全身,这样尤其先会伤肝肾,人体的解毒系统会首先遭殃。灰霾也阻挡了紫外线,使得小儿佝偻病高发。
我们最近发布在美国《Atmospheric Environment》(《大气环境》)杂志上的论文就说明:如果人体长期暴露在细粒子污染的环境中,七八年以后因罹患肺癌而死亡的风险,就会越来越高。
所以,我建议大家在灰霾天气出现时,尽量减少户外活动,并且要把早晨运动改成黄昏运动。因为 在一天中比较而言,大气污染物水平低、扩散条件较好的时候是在接近黄昏时,应该说,午后是一天中空气质量最好的时候,而在灰霾天气的早晨进行运动,恰恰是 污染物浓度最高之时;并且一旦运动就会比正常的呼吸量大,那吸入的有害物质就会成倍增加了。在灰霾天气下晨跑,无异于"慢性自杀"。
另外,严重灰霾发生时也可以戴上七层的医用口罩,但这种医用口罩会增大我们呼吸的压力,经常 性地在倍受压力的情况下呼吸,对人体健康也是有害的,所以医用口罩也不宜长期戴。像北方与美国那样防花粉的一些措施也有用,比如,在灰霾发生时,将窗帘和 门帘润湿,就可以过滤一些空气中的有害物质。
《新民周刊》:大家都讲,广州的天气除了晴天就是霾天,广佛地区是十场雨八场酸。灰霾和酸雨之间,有一些关联吗?
吴兑:灰霾与酸雨都是大气污染的表述形式,这就跟上海一两千万人中有男女、高矮之分一样,污染物质也有千差万别,酸雨主要是由于二氧化硫、氮氧化物等酸性气体造成的,而灰霾则是由细粒子污染造成的,灰霾可能是酸雨的缓冲物。
酸雨是中国华南地区特有的现象,华南地区土壤特质是酸性的,在先天上就吃了亏,酸雨在华南地区就变成了一种常态,而且如果华南地区工业污染加剧,这里的酸雨就会加重。而到北方尤其北京,这些地域的背景是呈碱性的,酸雨就比较轻。
测"苹果"与数"樱桃"
《新民周刊》:能见度与灰霾天气之间有着怎样的关联?
吴兑:PM1、PM2.5、灰霾,在大气物理学界都已被人们熟知,而一些有关部门5年前还一 直不知道灰霾到底是什么、灰霾又为何与空气污染有关,早在2003年至2005年时,环保部门经常质疑我们,他们认为灰霾不是空气污染。但现在气象部门与 环保部门关系很融洽,通过大量的工作交流,他们逐渐理解到,"灰霾天气的本质是细粒子污染",我一向强调这是灰霾的本质问题。
细粒子污染是大气能见度恶化的本质。我们通过大量观测发现造成能见度恶化的因素里,PM1的细粒子贡献了69%,黑碳粒子贡献了21%,有关部门目前在测量的PM10的巨粒子只贡献了1%,所以有关部门当然测不出来,最后报告的空气质量自然一直是优和良。
《新民周刊》:我们听到的环保部门关于空气质量的报告似乎总是乐观的,为什么灰霾天气以前一直没有得到我们的重视?
吴兑:治理大气污染由环保系统负责,我们有关部门的空气质量评价体系跟国际相比,有着很大缺陷。
国际上环境空气质量(API指数)体系,需要检测二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、可吸入颗粒物与细粒子颗粒物,而我国环保部门目前的API指数只检测二氧化硫、二氧化氮与可吸入颗粒物这三项。
如图所示,我们将PM 10(直径小于10微米的颗粒物)这些巨粒子比作"苹果",将PM2.5、PM1这些细粒子比作"樱桃",空气污染的质量浓度高低是被"苹果"决定的,而 能见度是由"樱桃"决定的,但是,我们国家的有关部门现在只测量"苹果"的质量,并没有去测量"樱桃"的数量。
我们有关部门的空气评价体系一直显示,我国大部分地区空气质量挺好的,因为按照我们现行的PM10检测标准,大部分情况下我们的空气污染都不会超标。但如果按照PM2.5浓度检测标准来看,那我们天天都严重超标了。
像现在的灰霾这种污染,用我国有关部门现行的评价体系是无法评价的。恰恰目前我们气象部门既测量细粒子浓度又测量能见度,所以我们有指标去描述灰霾状况。
《新民周刊》:我们知道现在中国气象局委托广东省气象局在制定评定霾的标准,这项工作进展如何?
吴兑:这项工作目前已进入征求意见阶段了,随后就可上报中国气象局批准实施了,可能会在年内 完成。现在国际上也要测"樱桃"的数量,世界卫生组织设定的PM2.5浓度的检测标准是25微克/立方米,美国已改为35微克/每立方米,而目前我们还是 想按照美国作废的旧标准65微克/立方米来建议制定中国的PM2.5颗粒物浓度标准,我们当然知道核心数据是PM1颗粒物浓度,测量的气溶胶直径越小,就 越接近本质,美国现在就测量PM1,从去年开始,他们连PM0.5都测量了。但PM1太超前,我们得找一个目前有关部门很快就能采用的指标,那就是 PM2.5颗粒物浓度。
国际上公认,大气能见度是环境空气质量最直接的指标之一,造成能见度恶化的主要是细粒子污染物,比如PM1的气溶胶,但这一块并没有纳入我国现行的空气质量评价体系中。
《新民周刊》:现在广东省对于灰霾天气的预测工作是怎么开展的?这项工作目前在全国开展的情况如何?
吴兑:从2003年开始,广东省气象局就开展了灰霾天气的观测以及预报工作,广东省气象局率 先推动了广东省人大批准了《霾预警信号发布方法》,人大立法是非常重要的一环。实际上,广东省气象部门现在就在负责珠三角城市的灰霾天气的监测、预测和发 布预警信号,现在我们可以每天预报发布灰霾相关信息。
目前,广东省政府非常支持我们气象部门的灰霾天气预警机制工作,老百姓也非常需要这些信息。 我们气象部门内部实际是每小时预报一次灰霾,但是"出街"(粤语指对外公布)是一天两次,伴随着正常的天气预报,上下午各一次。其实国家气象局有关于霾的 法令,但是罕见有执行,目前只有广东省是经常在电视和报纸上发布关于灰霾的警报信号。
目前,上海另辟蹊径地把光化学污染物的标志臭氧作为预警指标,这在全国是第一的,臭氧是光化学污染的标志物,而细粒子是光化学污染的产物,这是同一个东西,等于说,广州看结果,上海看过程。还有一些地方关注的是氮氧化物,那是前体物。各地可以因地制宜。
我认为,尤其是在中国东部地区必然会推行灰霾预警机制,这是我们可持续发展的要求,我们必须按照循环经济、清洁生产以及环保理念才能更好、更快地发展,这也必然会被政府和公众所接受。
《新民周刊》:你认为,这个关于灰霾检测的新标准在全国各地推行会有阻力吗?科学界对霾有过争论。
吴兑:的确目前在学术界内部,大家对于霾还是有不同看法,但现在正逐渐走向统一。我觉得这个 灰霾新标准在各地推行应该不存在难度,有关部门现在也有能力采用这样的标准。执行一个标准必须有依据,我们现在依据的就是美国的经验,美国从65微克/立 方米的标准换到现行的30微克/立方米标准已有2-3年,美国很早就开始由环保局(EPA)注意检测霾的情况,EPA的网站会专门公布霾指数,并有全美国 的滚动霾天气预报。
既然现在我们发现了能见度与细粒子污染的浓度有关,那么主管部门就必须找到一个合适的衡量单位去说明其中的关联。我们制定了PM2.5颗粒物浓度是65微克/立方米的标准,相信有关部门也会跟进制定的,他们也会开始数"樱桃"。
《新民周刊》:环保部门如果要执行气象部门制定的灰霾标准,有什么障碍吗?
吴兑:气象部门预测了灰霾天气,主管环境治理的环保部门是否关心、有无行动,我们无从知晓。
但各部门之间的合作也很重要。美国与我们不同,我们国家有气象局、海洋局、地震局、水文局、 环保局,5个部门都各自有监测网络,重复建设,这是跟前苏联学习的体制。而美国是由大气海洋局专门负责监测大气的,天气局专管预报,再由环境保护署负责跟 进环境治理工作,这就不会造成资源浪费了。
"治碳才是治污根本"
《新民周刊》:在你看来,广东省有哪些成功的治理灰霾这种大气污染的经验?
吴兑:我认为广州的四项举措成效不错,一是禁摩,禁摩措施实施以后,大气质量大幅上升,灰霾 天数大幅下降。北京有200多万辆机动车,大部分是汽车;上海有140万至150万辆的机动车,也大多是汽车;但是广州的170万辆机动车中110万辆是 摩托车,同样公里数、运量,摩托车尾气所造成的污染是汽车的好几倍。
其他治污措施还包括,花大力气对油库、加油站进行治理;对饮食业的油烟进行控制;防治扬尘污染,你可以看到,广州所有的建筑在施工时都是有覆盖的。
《新民周刊》:国外目前有没有一些成功的治理污染方法可为中国借鉴?
吴兑:目前在中国,比较迫切的是,应该像国外一样采取更为全面的治理污染的模式。我们国家在 治理污染上总是习惯于关注单一的指标,现在我们国家就控制2个指标,空气的治污指标就是针对二氧化硫,实行脱硫,水的治污指标就是 COD(Chemical Oxygen Demand,即化学需氧量,以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量,COD反映了水中受还原性物质污染的程度)。
我个人认为,这种治理方式就是不全面的,治理硫、治理氮,都只是片面的,仅仅是治标,并非长 久之计;而治理碳排放才是治本,我们在进行脱硫治理时,还要考虑到无碳处理,不能把二氧化硫治好了,却又让它转化成为二氧化碳,那不就是将区域性污染转化 为全球性污染了吗?!二氧化硫是对广州有害,可二氧化碳是全球变暖的杀手,这样的治理,不就是在玩化学游戏吗?!我们应该采用以碳为主导的全面地更完善地 治理污染手段。
《新民周刊》:你为何要强调区域联合治理灰霾天气污染?
吴兑:群防群治可以收到事半功倍的效果,单打独斗、污染物再互相影响,就变成事倍功半了。因为污染物是可以自由流动、没有边界的,污染物会跨界输送、相互影响,治理当然也应该是无边界的合作。
长江三角洲与黄淮海平原的灰霾天气近期看到有融合之趋势,如果大家不采取联防联手治理,那么 就是谁先治理,谁吃亏了。广东省政府就协调广州、佛山、清远、湛江、江门、中山、珠海、深圳等城市一起治理,再实现粤港澳之间的合作治理。我认 为,2003年至今,广东省对于灰霾的治理成效还是相当不错的。
《新民周刊》:你认为,作为决策者的政府,理应如何应对灰霾天气及其污染?
吴兑:政府应该支持气象部门和环保部门合作,尽快建立灰霾的预测、预警体系,气象部门与环保 部门可以高度合作,气象部门是政府的哨兵,我们需要及时报告大气污染状况、提供预警,为政府制定决策提供依据,我们也可以利用既有的庞大观测、预报体系对 灰霾天气进行监测和预报,当然这还需要很大投入。
而作为政府职能部门的环保部门在治理污染时,可以依据气象部门的预测,比如,目前政府与有关 部门对于一个省或一个城市的污染控制是以年为平均数据来控制的,我认为,这是不全面的,我们应该采用动态的调控方法,因为我们每天面对的大气扩散能力与大 气污染浓度是千差万别的:如果在大气扩散能力较好、污染物浓度较低之时,政府可以允许工厂达标排放;而在扩散能力中等、污染物浓度偏高之时,政府就该限制 工厂排放;如果在扩散能力差、出现严重灰霾天气且污染物浓度超标时,政府就可以及时禁止某些工厂排放废气。
这就是动态调控污染源排放过程,这在全国是绝无仅有的,目前广东气象局将把动态调控污染源排放作为今后工作的目标,我相信这也是全国努力的目标。
如果我们不去重视灰霾治理,空气质量就会继续恶化,各种由空气污染诱发的癌症,以及其他呼吸道疾病就会越来越多,类似非典的病毒粒子可以在气溶胶粒子上生存、传播,禽流感、肺结核病毒也是如此。
空气质量良好,就等于市民集体戒了烟。先发地区会首先考虑灰霾天气,与经济发展水平息息相关。中国有些地方只有当经济发展到一定水平时,人们才会去注意这些环境问题。
《新民周刊》:如果广州想要回归蓝天白云的天气,在你看来,需要历时多久?
吴兑:空气污染恶化的过程很快,但在治理空气污染时候,最初的阶段是花费的力气最大、历时最久的,但见效却很慢,可见,政府的治理工作是长期而艰巨的。
我们将PM1的颗粒物浓度从20微克/立方米增加至40微克/立方米,能见度已经从50公里下降到10公里了;而如果我们将PM1的颗粒物浓度从40微克/立方米再污染至120微克/立方米,能见度才下降到7公里。
反之而言,就可凸显政府治理灰霾这种大气污染的难度了:政府如果想将PM1的颗粒物浓度从 100微克/立方米治理到60微克/立方米,花费的代价巨大,能见度并不会好转多少,公众与媒体当然也不会满意;但如果政府要想将PM1的颗粒物浓度治理 到20微克/立方米,就要花费很长时间。
伦敦被称为"雾都",其实是"霾都",伦敦花了50年才把灰霾治理好,如果灰霾能引起我们的足够重视,我们至少也得花二三十年才能治理好吧。
(本文来源:新民周刊 )
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