京津冀、长三角、珠三角雾霾三重天 逃离北上广

中国的空气污染已经发展成大面积的城市群复合污染。在京津冀、长三角、珠三角等地区已经没有城市能独善其身。一旦爆发严重灰霾天气,往往是一片地区多个城市共同沦陷。2013年1月的京津冀地区大范围霾天即为强烈信号。在中国以“三区十群”为主的地区,各类空气污染物互相作用并产生污染叠加,已形成空气污染比较严重的区域。
京津冀地区—北京也是“受害者”

 

当京津冀地区每来袭一轮灰霾天时,长期处于重污染状态的北京总是立于舆论的风口浪尖。作为空气质量遭舆论诟病最多的城市之一,北京实际上已是近年来中国改善空气质量最努力的城市。这一点亦得到内地多家环保组织的认可。无论是在燃煤替代方面的实际举措,还是持续至今的机动车限行措施、工业污染源的大力搬迁,北京的治污成绩在中国城市中绝不算落后。但北京总是一次次沦陷于霾天。
要改善空气质量,北京确有其天生的劣势。在气象地理条件上,北京与其他国家首都或是大陆的大型城市相比都不是很有利。团聚在北京上空的工业废气,很大部分来自周边地区。北京地势西北高、东南低,三面环山不临海。在季风的作用下,来自河北、天津等地的工业废气常年从东南方向输送至北京。若冬季不刮西北风,北京的大气污染则会严重加剧。这也是每年10月以后北京频现灰霾天的重要原因。
中科院和北京大学研究者于2007年联合在《Atmospheric Chemistry and Physics》杂志上发表的研究显示,北京细颗粒物PM2.5中平均39%的成分来自外地排放源,而可吸入颗粒物PM10的外地来源占去将近1/3。研究还发现,如果北京持续刮南风,也就是处于河北和山东的下风口的话,非本地产生的空气传播污染物比重将大幅增加。在最高的时候,外地来源的PM10可占北京上空PM10污染物的六成。
如果单以PM2.5为指标,北京的空气质量近年呈现恶化趋势。但其大背景是,整个京津冀地区PM2.5污染都可能在加剧。在污染严重的季节,北京虽然空气质量已经很差,但跟京津冀地区其他城市相比,遭诟病最多的北京却并非最差。在将PM2.5列入新标准后,环保部2013年4月首次发布PM2.5的污染报告。根据2013年第一季度全国74个城市空气质量报告,空气质量最差的10个城市中有7个均在河北省。如果仅以3月份的空气污染严重程度排名,北京能排在第十七位,而唐山、石家庄、邢台、保定、邯郸、廊坊均在前十之列。
整个京津冀地区的空气污染表现已经非常严重。一项研究显示,京津冀地区颗粒物浓度同步效应出现的地域范围,可扩展到以北京为中心的450千米范围内。当北京连续迎来“脏”的日子,整个京津冀地区也难有干净的孤岛存在。
2013年1月大气灰霾污染席卷大半个中国时,中国科学院大气物理研究所曾撰写《京津冀2013年元月中旬强霾污染事件成因及应急对策建议》上交中央办公厅。在2012年9月启动经费超过2.5亿元的“大气灰霾追因与控制”专项研究后,这是中科院研究成果的首次出击。中科院大气物理研究所研究员王跃思是该报告的执笔人。
“北京的主要污染来源可以简单归结为‘北京的汽车、河北的燃煤、天津的石化。’”王跃思分析说,北京五环内几乎没有工业,但机动车密度大。当大雾天气造成交通拥堵,迫使机动车怠速或低速运行时,直接导致汽车尾气净化系统低效或是不起作用,进而致使污染物排放量增加5至10倍。河北省则是工业重镇,相比每年只燃烧几千万吨标准煤的北京和天津,河北每年燃烧高达2.7亿吨标准煤,产生大量的二氧化硫和粉尘排放。天津由于油气储量丰富,其相关的石化行业排放了海量的挥发性有机物。
正是基于京津冀地区如此大量的污染物排放,燃煤、机动车、工业、餐饮、扬尘等污染源构成复杂多样,一旦“天公不作美”,整片区域就可能陷入极重的污染天。

 

短期内京津冀地区空气质量难以改善,几乎已成环保局官方和环境业内人士的共识。“北京PM2.5超标严重,超标这么多年,预期很长一段时间还将超标。”北京市环境保护监测中心的人士向《凤凰周刊》记者直言其不抱乐观。根据北京市政府2012年公布的方案,北京最早到2030年空气质量才能达到PM2.5年均浓度35微克/立方米的达标标准。《凤凰周刊》记者过去一年陆续接触北大、清华、中科院等多家机构的大气污染学专家,受访者普遍认为该目标难以实现。
综合已经公开发表的各项研究看,北京10多年来PM2.5污染缺乏明显的改观。2001年发表在《Atmospheric Environment》的一篇研究,首次对北京的PM2.5作出综合性评估。研究者在北京市西城区车公庄附近历时一年的监测显示,1999年至2000年的PM2.5年平均浓度为115微克/立方米。其他大多数研究者的监测也显示,北京在2000年期间的PM2.5年平均浓度在100微克/立方米上下浮动。而根据清华大学环境学院院长郝吉明在2012年年末的中国地球物理学会学术年会上所述报告,北京近年的PM2.5年均浓度是81微克/立方米,这一数据与王跃思等人的监测结果差别不大。
“京津冀大气霾污染可能将会更加频繁地出现。”王跃思向《凤凰周刊》记者透露说,他曾在2013年3月底一次国家发改委的内部报告中作出此判断,“尽管我本人希望这个结论是错误的,但大区域、小尺度气象和环流条件都不利于京津冀的污染物扩散,而且向着越来越不利的方向发展,如果不大幅度削减区域内污染物排放,确实很有可能如此。”王跃思说,这条污染带将持续在北京—涿州—保定—石家庄—邯郸—安阳—郑州的燕山北麓和太行山西麓沿线出现。
长三角地区—上海稍占气象地理优势

 

相比北京的“十面霾伏”,上海似乎要为自己的空气质量得意许多。不管是看各项传统的空气污染物指标,还是环保部门考察的“二级天数”,抑或是广受公众瞩目的PM2.5,上海的空气质量均要高出北京一筹。在环保组织“自然之友”依据二级天数拟定的全国省会及直辖市城市空气质量排名上,上海过去5年均在10名左右的座次徘徊。这一位置高出北京20个身位。2012年,上海PM10的年均浓度大约只有北京的一半。2013年新增PM2.5的评估报告中,上海的空气质量在74座城市中处于上游水平。

然而,上海的空气质量之所以好过北京,不得不感谢它的气象地理优势。北京三面环山,本地排放难以向北、向西扩散;同时每年干旱少雨,近十年降水量年均不足500毫米。这些都是不利于空气污染物扩散的自然地理条件,是北京空气污染难治理天生的劣势。相比之下,上海是座多雨的城市,年均降雨量超过1000毫米,一年间能有百天以上都在降雨。频繁的雨水有效地维持了上海空气的清新干净程度。
天公作美的不仅是雨水,从沿海刮过来的风也对上海的空气质量裨益有加。虽然冬天来自北部内陆地区的风可能带来污染物,但在每年夏天,从东海持续刮来的风为上海带来了干净空气。而且风力越大,对上海空气质量的改善也就越明显——在北京,过强的风力可能反倒会给空气质量添乱。来自戈壁沙漠的大量沙尘可能席卷北京,形成避之唯恐不及的沙尘暴天气。在北京的冬春季节,这一点表现尤甚。
改善空气质量指望刮风下雨、天公作美,这其实也是长三角地区甚至大半个中国的尴尬处境。在2013年1月份,京津冀地区的雾霾达到5次、26天;江苏省也出现近十年来比较少见的静稳天气,雾霾持续时间是2次、18天。相应的反映在污染物指标上,在此期间江苏的PM2.5平均浓度较非雾霾期间上升超过50%,132微克/立方米的浓度超出新空气标准近1倍,超出世界卫生组织准则值5倍以上。
上海与北京空气质量的比较,也是长三角地区与京津冀地区整体空气状况比较的样本。就污染物排放来说,两地其实不分伯仲。在部分空气污染物指标上,上海还大大超过北京。对比北京和上海两地每年的环境状况公报,上海本地的二氧化硫和氮氧化物排放量在最近某些年份达到北京排放量的2倍以上。在机动车污染源上,机动车保有量达500多万辆的北京是全国机动车拥有量最大的城市,也是京津冀地区机动车最密集的城市,而上海则是全国机动车最密集的城市,相当于全国平均水平的23倍。

 

2013年3月的中国城市空气质量研讨会上,上海市环保局人士结合最新监测的半年PM2.5数据作了简要评估。从旧的空气质量标准来看,上海过去十年的空气质量有所改善,但从更严格的新空气质量标准看,上海的空气质量不容乐观。
最近半年的监测显示,上海二氧化氮和PM10浓度均未达到新的二级标准。而在威胁最大的PM2.5指标上,自2006年以来,上海市PM2.5浓度虽整体呈下降趋势,但距离新标的空气健康程度相距甚远。
2012年上海完成10个国控点监测设备安装后至今,监测的PM2.5数据显示,2012年下半年上海全市PM2.5平均浓度为48微克/立方米,高于新标准中年二级标准限值37.1%。其中,PM2.5日均浓度达标156天,上海有1/5的日子空气质量达不到新标准的“优良”。
与北京与京津冀地区相仿的是,上海的空气质量同样受到长三角地区周边城市的干扰。此时摘取长三角地区单个城市的空气污染与其他城市比较意义并不明显,因为各个城市的大气污染问题很难依靠自身的努力得到根本解决。
一份来自上海市环境监测中心的报告显示,2011年环保部门认定的上海28个空气污染日里,上海、南京、苏州、南通、连云港、杭州、嘉兴、宁波8个城市的空气质量,近八成的天数有4个以上城市同步出现污染;8个城市全部超标的天数达到4天,上海作为唯一空气质量超标城市的情况仅出现2天,不到总共的1/10。
长三角地区各城市间的空气污染相互影响已经非常突出。来自上海市环境科学研究院的研究显示,在他们关注的长三角15个城市中,上海、南京、杭州等大城市二氧化硫、氮氧化物和PM10的本地贡献率分别在61%、80%和76%以上。其中上海、苏州、无锡和常州等地由于自身排放强度大而成为长三角一次污染最严重的地区。

 

不同的季节,上述城市的污染物有时会南下,严重影响浙北的嘉兴、湖州、杭州和绍兴等城市,有时会北上波及苏中的扬州、泰州和南通等城市,加重上述地区的空气污染。由于各类空气污染物相互作用复杂,以及经历较广范围的长距离运输,这种影响可能还被低估。
珠三角地区—三类“污染大山”

 

不管是比较各项传统污染物指标二氧化硫、氮氧化物,还是新指标PM2.5,珠三角的空气质量均要好于京津冀与长三角地区。
2012年3月,珠三角地区各城市率先发布33个站点的空气质量实况,这也是环保部宣布全国74个城市监测PM2.5后,首次有地区带头迈出这一步。从新标准看,珠三角各地的空气质量同样不及原先“优良”,原来的空气污染物指标二氧化硫、二氧化碳、PM10基本只能满足新标准的最低要求,在PM2.5这个新增指标上,更是普遍超标严重。但与京津冀、长三角地区比较,珠三角地区的空气质量已然高出一筹。
如果要在空气糟糕的众多中国城市里差中选优,珠三角地区的诸多城市均可位居前列。在“自然之友”的榜单里,广州过去5年在31个省会城市和直辖市中的排名始终在第五位上下徘徊。中国人民大学环境学院发布的《中国城市空气质量管理绩效评估》报告也显示,珠三角地区城市空气质量大多处于中等偏上水平,东莞、广州、深圳、佛山虽然在珠三角排名较差,但在近300个城市中也能分别排到第七十四、八十、八十七、九十四名。在榜单上,珠三角地区城市空气质量明显优于长三角地区城市,更强于华北地区。
然而,珠三角的城市群大气复合污染问题非常突出,并已表现出在中国各大城市群中的独特之处。酸雨、灰霾天、臭氧污染三类二次空气污染问题已经凸显为压在珠三角各城市的三座大山。相比之下,珠三角地区一次污染物的污染状况有所改善。从2001到2011年十年间,珠三角二氧化硫、二氧化氮、PM10总体呈下降趋势。此外从2006到2011年,珠三角PM2.5年均浓度总体也呈下降趋势。
珠三角地区的酸雨问题由来已久。一方面,同以上海为代表的长三角地区一样,降雨也是珠三角地区移除空气污染物的主要手段。研究人员的观察显示,每年珠三角的降雨量都会呈现不同程度的变化,这也会大大影响这一年珠三角各地城市的空气质量。但空气变清新后,大量的空气污染物以酸雨的形式呈现。监测数据显示,在1999-2005年之间,广州的雨天里有七到九成是酸雨。
灰霾天同样是珠三角地区挥之不去的阴影。据研究人员的观察,珠三角地区的雾霾天在最近数十年间持续上升。比如,深圳已经是中国同类大城市中空气质量相对较好的城市,但从90年代起,深圳市灰霾天数急剧增加,目前每年近1/3天数出现灰霾。回溯以前,60年代深圳每年只有25天是雾霾天,70年代和80年代,上升到54天和79天。到90年代,这个数字骤升至177天,此后历经治理,直至2006年,这个数字仍停留在162天。

 

珠三角的酸雨和霾天有目共睹,但臭氧污染的问题则一度为公众乃至学界忽视。在全国范围内,珠三角地区已经成为臭氧污染最显著的地区。在与PM2.5一同被列入新标准后,臭氧并不及已经进行过一轮全民科普的PM2.5超标夺人眼球,但臭氧污染物超标的问题不可小觑。在珠三角部分城市,臭氧已经取代PM2.5成为日常空气质量监测中的首要污染物。
从2006年到2011年,珠三角的臭氧浓度逐年上升,大气氧化性不断增强。这加速了二氧化硫向PM2.5、硫酸盐的转化以及光化学烟雾颗粒的生成,致使空气污染愈发极端,生成更多、危害更大、更复杂的污染物。
以空气质量相对较好的深圳市为例,2011年臭氧浓度最高时曾经高达428微克/立方米,超过国家二级标准的1倍以上,部分站点接近10%的天数出现臭氧浓度超标。但在以前,臭氧污染并未引起深圳等内地城市的重视。而香港从1997年开始,就开始重视对臭氧污染的研究。
珠三角地区的三大污染特征,与其污染物排放特性紧密相关。相比长三角,珠三角的电厂和工业二氧化硫、氮氧化物、PM10和PM2.5的排放强度均要低。根据国家统计局的数据,2007年长三角地区“二省一市”能源消费总量相当于广东省的2.5倍,单位面积排放强度相当于广东省的2倍。在机动车污染源上,珠三角虽然机动车保有量和排放水平与长三角比较接近,但其地域面积只相当于长三角的1/3,因此机动车尾气在珠三角污染源中占据更重要的比重。
珠三角地区各城市间紧密相连,因此空气污染相互影响更为深入。2005年,北京大学环境学院与广东省环境科学研究所研究者联手分析了珠三角各城市间空气污染相互影响的状况。他们选择以导致珠三角酸雨频率居高不下,引发光化学烟雾的二氧化硫为切入口,以2002年珠三角各城市的二氧化硫排放数据为基础定量分析。结果显示,广州、深圳、佛山、东莞4地的排放是影响区域空气质量的主要因素。而广州是与周边发生显著相互作用最典型的城市之一,一方面它超过一半的空气污染物来自外地;另一方面它自身排放的污染物有一半要输出到珠三角其他城市。
有趣的是,虽然广州的二氧化硫排放量位居区域排放量首位,但它并非影响整个珠三角区域空气质量最大的城市。原因是,广州绝大部分二氧化硫的排放高度在100米以上,它们对空气质量的贡献相比30米以下的排放源较小,因而广州对珠三角区域空气质量的贡献只占第三位。而佛山的排放量虽然只位居区域排放量的第三位,但由于其中超过一半排放自30米以下的污染源,导致佛山对整个区域空气质量的影响居第一位。珠三角其他城市,诸如江门、肇庆、惠州、中山等地则有超过一半的污染物来自外地。

珠三角空气污染表现出的区域性,使得传统的仅针对单一城市的污染控制规划和措施已很难适用。这种区域性治理的紧迫性,还能从珠三角地区的香港和内地城市间的联动见诸。内地城市的严重空气污染早已经波及香港。从2005年开始,这一地区开始通过互联网发布区域空气质量指数,粤港珠江三角洲的区域空气监控网络也已经覆盖到内地和香港两地。监控网络由16个空气质量自动监测子站组成,其中13个在广东省,3个位于香港。


北上广外,何处较好?

 

以北京、上海、广州PM2.5等空气污染物之复杂程度,短期内空气污染治理弥足艰难。事实上,即便北上广的空气治理领先于其他城市,也无法从笼罩整个地区的雾霾中脱离。空气是流动的,一地的努力难以自保空气洁净,何况是PM2.5这种在空气中停留时间更长、可远距离传播的污染物。
环保部2012年发布的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》将“三区十群”划拨为大气污染防控重点,大致能反映中国空气污染最严重的区域。其中,京津冀、长三角、珠三角、成渝城市群已经证实为中国4个霾问题最严重的地区。辽宁中部、山东半岛、武汉及其周边、湖南长株潭、台湾海峡西岸5个地区,则早已被列入原来的“三区六群”九大污染区。新规定的“三区十群”中,山西中北部、陕西关中、甘宁、新疆乌鲁木齐城市群4地则因污染区域化加剧跻身新名单。这13个大气污染区域重点已经占据中国版图的1/7。
上述重点污染防控地区皆呈现经济发展水平较高,空气质量较差的状况。作为中国经济最为发达的地区,京津冀、长三角和珠三角地区也是空气污染治理最为紧迫的地区。从全国范围内的各个城市逐个看,空气质量状况与经济发展程度的相关性大致也是如此。
中国人民大学环境学院教授宋国君认为,“经济发展较好的城市,污染控制投入显然不够。”中国人民大学环境学院团队基于环保部门从2005年至2010年的数据,评测了全国281个地级及以上城市空气质量现状与变化趋势。结果显示,空气质量较好的城市仅占一成多,而较差城市占75.81%,极差的城市占13.52%。
这项名为《中国城市空气质量管理绩效评估》的评估报告显示,在空气质量国家二级及以上,即“优良”天数排名并列第一的16个城市中,人均GDP排名普遍靠后。最靠前的是广东阳江,位居第136名,其中一半城市人均GDP在200名之后;二级及以上天数排名后25位的城市,人均GDP排名相对靠前,有近一半城市是省会城市,65%的城市人均GDP在前100名。
另有零星研究提醒,大陆部分县级城市的空气质量同样令人担忧。近年来,学术界的研究多关注大城市的机动车尾气污染,但部分县级城市的机动车保有量也在大幅增长。在长三角地区一些县级城市,机动车保有量已经达到二三十万辆,机动车燃油消耗逼近10万吨。由于燃油质量同样缺乏改善,它们也给县级市城区空气环境质量带来巨大压力。这些小城市中的污染严重程度可能遭到了忽视。

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