【在京津冀地区重霾的同时,气象记录显示现在的风速比过去小了。北京的大风日数与前30年相比,可称是“断崖式暴跌”。】
霾的来势凶猛,危害严重。不论政府或民间,自然都会采取防霾、抗霾措施。由于没有先例,在实践中难免会发生这样那样的问题,因此引起媒体上出现大量的议论甚至争论,这是自然的。因此本节的小标题就起名为“霾论”。
见诸报端,政府方面的抗霾措施,最早可溯至2013年。因地形不利、大气污染严重的兰州开始加大马路洒水密度,每天有百余台洒水车和吸尘车在大街作业,每天洒水万吨以上。但从11月开始,兰州气温降到零下,洒水车不仅易浇湿行人,而且还造成地面结冰引发交通事故。到了2014年,西安、张家口等地开始出现雾炮车,到现在已有许多城市使用。例如北京2016年秋扬尘专项治理行动中,就在使馆区、奥运功能区等35条道路进行过作业。
雾炮车原理,是炮口喷出水雾,以沉降雾霾。大型雾炮车可喷射120米远、70米高的水雾,可连续喷洒1小时,覆盖面积超过3万平方米,一度被称为“抗霾神器”。但有专家认为凯发首页官网,雾炮车主要对降扬尘(PM10级)有效,但对消除二次形成的污染物等PM2.5级的细粒的作用效果甚微凯发首页官网,而且费用高,清除范围有限,这里刚清掉,别处的雾霾又过来了。
据《时事热评》中指出这个“游戏”中可能存在的猫腻:从全国来看,环保测点1/3设在城市中空气污染较轻的公园,雾炮车又频频被派在监测点附近喷洒。雾炮车之所以能在许多城市中得以推广应用,乃因“企业得订单,政府得政绩,官员得利益,民众看到了低的污染数据”,可谓“共赢”。
政府部门进行治霾的第二个办法是,由气象部门试验人工消除雾霾。气象部门虽然确实曾经在机场等地成功进行过人工消雾,但问题是,雾消了,大部分霾粒还在。靠冲刷、吸湿沉降掉的霾粒主要是扬尘级,这点和雾炮车的消霾效果差不多,而且也有只消局部,不能消大范围雾等问题存在。所以气象部门的人工消霾目前还处于试验研究阶段,因此在2013~2014年热过一阵之后,已暂时淡出人们视线了。
与此同时,也传出了“无人机消霾”的说法。即让无人机飞上天空,布撒干冰、液氮等催化剂,使冰核迅速形成雪花而沉降消失(人工消冷雾);或布撒盐粉尿素等催化剂,形成水滴并迅速吸湿长大,下降途中冲并小水滴而沉降消失(人工消暖雾)。它和前述人工消雾实际上是一回事,只不过一个在空中,一个在地面作业罢了。所以“无人机能消霾”乃误读。
政府部门治霾的第三个大动作是建设城市通风廊道。国内许多城市都正在进行或计划之中。例如2016年2月9日北京市宣布规划建设包括5条宽500米以上的1级通风廊道和多条宽80米以上的2级通风廊道。廊道内由于狭管效应,像房屋的穿堂风一样,会增大风速,把受污染空气更快地输送出去。这种方法国外有成功的先例。例如德国慕尼黑,位于阿尔卑斯山脉北坡一条南北向完整河谷之中,当地盛行越阿尔卑斯山来的南风气流,晚间还有山风帮助,污染大气得以沿河谷、沿城市南北走向楼群间的通风廊道很快输送出去凯发首页官网。
但是通风廊道方案也引起很大争议。它作为自然生态建设的意义很大,对减轻城市热岛效应作用也是肯定的。只是它作为消霾方式有争议。因为雾霾天多是静稳无风或微风天气,这时北京及周围都没有风,通风廊道作用何在?1998年兰州“削山引风”工程,即削去黄河河谷中兰州以东的300米高的山头,引风驱霾,但最终未能进行。这与当地气象局指出“兰州冬季周围本无风,削了山头还是无风”有很大关系。所以我在2014年于《中国科学报》发的一篇文章里,把通风廊道的作用概括为“少能雪中送炭,主要锦上添花”。
因为从气象学上来说,气压场中有气压差,气流才会从高压区流向低压区。而严重雾霾天气时处于低压中心区,气压梯度十分微小,通风廊道岂能空穴来风?
在京津冀地区重霾的同时,气象记录显示现在的风速比过去小了。北京的大风日数与前30年相比,可称是“断崖式暴跌”。因此媒体上展开了“谁偷走了北京的风?”的讨论。矛盾指向了内蒙古风力发电场和三北防护林,说是它们挡了京津冀的风。
专家们的结论倒是一致的,即,不是。但是理由不同。有专家举出了英国的一个风电场研究结果,说只在下游几千米到几十千米内有明显影响,而北京距内蒙古风电场有400公里之遥。我不赞成。因为我国过去曾做过许多农田防护林带减小风速的观测研究,结论是在林带后20多倍林高距离后,风速基本上就恢复了。因为防护林和风机高度很低,而近地面气流厚度很大,一般有一两千米以上。大气中垂直方向对流造成的动量下传作用很快就可使地面风速恢复。如果要几十公里才能恢复,风电场风机的发电密度是否就太低,以致无法利用了?实际上,不管是在“APEC蓝”还是“阅兵蓝”期间,风电场和防护林不都在那儿挡风!
最近林业专家发声,指出三北防护林不能再背黑锅了,因为防护林不仅不挡京津冀的风,而且吸附清除巨量大气污染物,仅PM2.5就达3000万吨,对改善北方空气质量作用重大!
不过,治霾最重要的还是源头治理,因为雾霾主要是城市大量排放污染气体,超过了环境容量的结果。在减排的名单中,很重要的一种方式就是减少机动车的排放。因为据专家分析,虽然北京市公布的机动车贡献只有约32%,但这只是平均状况,在严重雾霾时不会低于50%。因为在国外发达城市,机动车排放的PM2.5数量都是占第一位的,墨西哥城甚至达到了75%。
我国城市中机动车的减排措施,主要是单双号限行。据专家总结北京共6次单双号限行,限行效果相差很大,当大气污染不是很严重时,降霾效果确实很好,但在严重时效果便没有那么明显。原因是,当污染较轻时一般都是本地产生的污染物,因此效果较好;但当污染较重时多数都有外地污染大气输入。虽然减少同样污染量,其减少比例就不那么显著了。
但是,问题来了。每逢严重污染日子,汽车单双号限行,企业停产、限产,中小学、幼儿园等停课谁给政府那么大的权力,可以限制老百姓和企业的自由,使社会生活受到这么大的影响?因此,霾作为气象灾害,进入法律的日程便提了上来。天津、河北等省市都已经“入了法”。但是,北京入法后,部分专家有意见了。主要是,霾虽是天气现象,但却是人为加剧造成的。人祸哪能算天灾?因此霾入法会造成排污者为治霾不力找借口,甚至产生“依法脱责”等问题。而且,如果霾入了法,那其他气象灾害,例如酸雨、光化学烟雾等其他环境气象污染是否也可以作为自然灾害入法呢?
可是,依我看来,这些意见都是“书生意气”。立法的目的是为了更好地保护人民健康。如人民健康受损,这个事情比天还大。鉴于治霾不入法不足以保证治霾工作的顺利进行,我们义无反顾。世界上许多国家治霾也是入法的,世界上雾霾一度最严重的英国1952年发生死亡5000人大气污染事件后,就立即立法,划定禁止燃煤的“烟尘控制区”,将所有的燃煤发电厂关停并陆续迁出伦敦。因为与立法有关的问题我们完全可以在日益完善中加以解决。
但是,我国是产煤和耗煤大国。我国的能源结构中煤占了约64%。煤的粗放燃烧,使我国所有各种大气污染物排放量都是世界第一。特别是京津冀及其周边地区,面积只有全国的7.2%,煤的消费量却占了全国33%。这里粗放燃烧产生的污染物比燃煤发电高出10倍多。难怪京津冀的大气污染会如此严重,以致常常达到无风就有霾的程度。
最近研究表明,京津冀民用散煤燃烧是当地冬季严重大气污染的主要原因(虽然用煤量只占总用煤量的10%,但排污贡献却占了50%~55%)。但我们也不能一个晚上就把农村散煤都换成用电或是用气。
因此,我国的大气污染治理,不仅是攻坚战,也是持久战,许多专家认为需要20~30年的时间,最乐观的估计也要到2025~2030年,才能达到国家二级标准(35微克/立方米),并接近发达国家目前的排放水平。
但是,我们在治霾行动中确实也看到了曙光。例如,尽管2016年11~12月北京多次连续重霾过程,但北京2016年平均PM2.5(73微克)比2015年又下降了9.9%,是近些年来的最大降幅,已比2012年累计降低了23.7%。计划2017年PM2.5平均进一步降到60微克/立方米。号称“太阳和月亮一个样”,卫星上曾经看不见的中国首霾城市兰州,痛下决心对全市1286台锅炉实现换血式“煤改气治理工程”,107家大中企业“出城入园(远郊的工业园)”,还有单双号限行,乘公交免费经过短短3~5年“靠作风,不靠大风”的奋斗,已经稳稳退出全国十大空气重污染城市,迎来号称“初级兰州蓝”,在2015年巴黎气候大会上荣获“今日变革进步奖”。高陡高程高程点高处作业高纯锗谱仪高陡边坡高度空穴效应高处作业分级凯发首页官网