唐孝炎院士：走出雾霾认识的几个误区

“走出雾霾认识的几个误区”

专访中国工程院院士唐孝炎

中国电力报 中电新闻网记者 马建胜 见习记者 徐秋玲 实习记者 兰希钰

唐孝炎中国工程院院士，环境科学专家。曾任中国环境学会副理事长、北京大学环境科学中心主任，曾获国家科技进步一等奖1次、国家科技进步二等奖3次、“何 梁何利”科学技术进步奖1次。我国大气环境化学专业创始人，在环境化学前沿领域大气臭氧、酸雨和大气细颗粒物（气溶胶）化学方面作过许多具有开拓性和创造 性的系统工作。

“雾霾的产生，VOC的作用大于氮氧化物”

中国电力报：作为环境专家，您认为雾霾天气形成的原因是什么？

唐孝炎：雾、霾是气象学的名词，雾霾天气的成因并不是只有污染一种，雾霾古代就有，空气中有很多细小的颗粒物，比如 尘土、海浪带起来的泡沫、花粉等等，特别是刮风带起来的土壤颗粒物，都是自然界中本来存在的。这些细小颗粒物飘浮在大气中，表面会吸附一定的水汽，重力不 大，不易沉降，它就会飘浮到上空吸收大量水分后成为云或雾的凝结核。有一些细小颗粒物集聚在近地面，受地面湿度的影响，它们会吸收、折射或者反射太阳光， 造成能见度下降，这个时候这些细小颗粒就参与形成霾。当大气中有大量二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等污染物时，它们形成的硫酸和硫酸盐、硝酸和硝酸盐 及有机物等，由于它们对光的效应，造成了视程障碍使霾的程度和危害性加大。

雾霾的形成主要受天气系统的影响，也和污染源的排放强度有关。

中国电力报：雾和霾的区别是什么？

唐孝炎：雾和霾的区别看起来似乎不大，只是湿度的问题。但是对它们的判别界限问题曾经引起气象学界一段时间的学术讨 论和争议。简言之，按当前气象部门的定义，大气的湿度低于百分之八十，颗粒物的光效应使能见度下降到十公里以内，造成灰蒙蒙的视程障碍现象叫做霾，但是当 湿度高到百分之九十以上，那时候就变成轻雾，水汽更大时就成为雾了。雾较容易散去，霾却很难。因为雾含水量大，受天气变化的影响比较大，太阳一出来，遇到 干燥空气，雾就很容易散去，所以雾一般不会整天都有。但是霾就比较麻烦，因为它水蒸汽含的不多，湿度在百分之八十以下，再加上霾所处空间一般是3000米 以下，如果当上空存在逆温层，而水平方向没有风或风很小，空气上下对流或者水平流动不畅通时，霾就无法散去。

中国电力报：环境污染特别是能源使用产生的污染对雾霾的产生有哪些影响？

唐孝炎：污染是造成严重雾霾的内因，气象条件则是外因。雾霾跟能源使用的排放有关。我们知道，二氧化硫、氮氧化物、 氨气以及挥发性有机物等污染物都是气体，为什么到大气中会变成颗粒物并最终形成霾呢？因为大气具有氧化性，能源燃烧后排放的气体污染物可以说是一次污染 物，进入大气中以后，产生了非常复杂的化学反应，产生了二次污染物。由于一次污染物的价态偏低，比如二氧化硫、一氧化氮都是属于还原价态，而大气中存在大 量的自由基，低价态的气体很容易跟自由基产生被氧化的反应形成高价态的硫酸、硝酸、硫酸盐和硝酸盐等，有机物也有此反应。

目前，我们对雾霾成因的研究中对VOC（挥发性有机物）的重视还不够。排放进大气的VOC和氮氧化物是使大气氧化性增强的关键物质，由于他们的非线性关 系，地区不同两者作用的比值也会有所不同。比如，曾有研究指出，北京城区的大气氧化性的增强，VOC的作用甚至大于氮氧化物，而郊区则相反。VOC是碳氢 的结合体，它的产生相当大部分和燃烧有关，可以说任何燃烧都会产生VOC，所以跟能源的使用密切相关，煤炭、石油、天然气里面都存在有机质，炼油、化工都 是排放大户，甚至秸秆燃烧、使用涂料和餐饮等也产生VOC。长期以来，人们一直认为煤炭燃烧是霾形成的主因，忽视化工产生的污染，关注的重点主要是烟尘和 二氧化硫，忽略了氮氧化物和VOC，如果认识清晰起来，天然气不能算是清洁能源。

锅炉和汽车中的燃烧过程都会产生细颗粒物，PM2.5有一次排放和二次排放之分，一次排放就是燃烧直接产生的颗粒物，二次排放是燃烧产生的气体在大气中发 生化学反应和核化反应后产生的颗粒物，电厂目前已有的除尘装置，最多只能除掉PM1以上的颗粒物，PM1以下的还除不掉。

“要重视能源消费的精细化管理”

中国电力报：汽车的使用对城市雾霾影响有多大？

唐孝炎：汽车会排放很多VOC，VOC的多少和油品以及燃烧是否充分有很大关系，有机物最好的转化结果就是变成二氧化碳和水，但是发动机的燃烧过程来不及充分完成就排放掉了，特别是汽车在城区低速行驶或怠速的时候。有些国家就有专门法律规定，遇到红灯时汽车必须熄火。

有人认为城市里的汽车排放了很多氮氧化物，其实不全是这样，氮氧化物的产生和燃烧的温度关系最大，汽车在城区行驶，速度不会太快，发动机燃烧温度不会太 高，氮气和氧气的反应转化就比较少。哪儿的氮氧化物多呢，高速公路上，汽车在高速公路行驶的速度很快，发动机温度很高，产生的氮氧化物就越多。柴油车排放 更多。

控制汽车产生废气的一个方法是在汽车上安装“三元催化转换器”，现在汽车上一般都装了，但是用的时间长了它会老化，作用会减弱，所以新车的氮氧化物排放比旧车要低。现在香港要求汽车的“三元催化转换器”每两年必须更换一次，但是我国大多数省份没有这个要求。

有时候我去北京的北五环，马路边上有很多人拿着代办车检的牌子，现在这个事儿已经成为了一个行业，不管你的车合不合格，他们都能帮你检测合格。现在又出现 了租借“三元催化转换器”的现象，车主可以花钱租借一个新的来专门应付车检，验完之后再还给人家。这个现象的背后就是管理问题，现在的管理是粗放的，而不 是精细管理。

中国电力报：您认为我国能源生产革命努力的方向是什么？

唐孝炎：能源生产革命很好理解，新能源要跟上去，老能源不是不用，而是解决怎么用的问题。举个例子，四川盆地的天然 气资源非常丰富，怎么用好？有没有注意到天然气燃烧到足够高的温度时就产生大量的氮氧化物？天然气使用要注意燃烧温度，低氮燃烧器也好，尿素什么的也好， 都要考虑到氨气是大气颗粒物形成的非常重要的一个因素，把硫酸、硝酸等反应成盐类，最容易的就是氨。氨的来源又有很多，特别是牛羊猪等养殖业排放大量的 氨，农村的露天厕所也会。　　 别小看餐饮一条街，VOC多，二氧化硫也高，氮氧化物也高，所以说能源利用的问题很复杂。特别是对于北方城市，冬季采暖的散煤燃烧问题，采暖地区郊区每年 冬天用掉的散煤如何管？有的政府不管这些小的，只管电厂大锅炉还有冶金等这些重点源。散煤燃烧，分散污染非常严重。所以我觉得能源革命里面生产和消费都要 有，要注意这些小的以前没注意的东西。

现在新能源的动作还是太慢，一定要开发新能源，风电可以上网了，但是仍然不能做到全部上网。风电在许多地方可以发展，但是要打破许多框框，一定要解决并网 问题。核电则是顾虑太多，福岛的事情给我们带来了很多影响，这是肯定的，真正要上核电必须重视选址，而且要吸取日本的经验，建在海边的要对海况足够的清 楚。另外要扩大宣传，告诉大家核电怎么避免产生事故，过去切尔诺贝利影响很深，现在日本的福岛更深，媒体一定要配合，让大家不只是了解核电的表面，一定要 甚解，要把人体健康安全、排放等解释清楚。能源方面不可能不用核电，但是要知道它的性质，需要什么预防措施。真正了解了，就不会对一些污染产生误解或者恐 惧。

中国电力报：您提到了能源的精细化管理，它的作用有多大？

唐孝炎：能源消费革命，节水节电等节能措施可以取得很好的效果，真正的消费革命需要国家采取许多措施，比如美国洛杉 矶针对汽车节能的措施就有很多，机动车道中有规定必须坐满两人以上才能行驶，这是汽车方面的消费方式。另外我特别喜欢讲的是巴西的一个城市，他们市长在规 划城市的时候就设计了专门的马路通道，其宽度只允许一个大巴车来一个大巴车去，双向车道，金融机构、政府机关、企业总部等只允许建设在这条主路及辅路旁。 这条路只能通行公共汽车，所有轻型汽车来了只能停在郊区或大道旁，然后人们换坐公交车进城。另外他们为了使空气流通好，在主路两旁的房子是较低矮的，高楼 都建在后面，不在汽车最密集的地方。这个城市有220万居民，公交使用占70%以上，这种状态从上世纪60年代到现在一直执行，已经几十年了，城市环境比 里约和圣保罗等还清洁。（原标题：工程院院士唐孝炎：走出雾霾认识的几个误区）