北京雾霾的原因有哪些？（北京雾霾究竟来自何处）

今年春节期间，北京及周边一些地区遭遇严重雾霾天气，由于正值新型冠状病毒肺炎肆虐，全国各地先后启动一级应急响应，交通运输、旅游、餐饮和商业等经济活动因此下滑，人员流动减少，这些行业污染物排放减少，不少人都在问雾霾究竟来自何处？

一个网上盛传的段子是：

初二起北京持续雾霾，到初五连续四天大气重度污染，是什么原因造成的？

1. 大家都宅在家里躲避疫情，大街上机动车稀少，证明污染与汽车无关。

2. 春节放假了，大多数工厂停工了，证明与工业污染无关。

3. 同理，建筑工地静悄悄，证明与工地扬尘无关。

4. 煤改气了，煤炉砸了，周围农村不许烧柴了，证明与生活污染无关。

5. 一切娱乐活动停止了，证明与人多造成污染无关。

6. 农村不许养猪了！猪屁也消失了！证明养猪与大气污染也没多大关系。

7. 城市禁放鞭炮了，证明雾霾与放鞭炮无关。

8. 人都呆在家了，酒店关门饭馆基本没生意了，与餐饮污染无关。

那么，请问北京大气污染源到底是什么？

这样的表述贴近老百姓生活感观，容易理解并获得认同感，很博眼球，貌似有理有据，但却存在不少漏洞，并不完全忠于事实。

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1、平常机动车密集的城市大街机动车变得稀少是事实，排放少了很多也是事实，机动车污染少了并不等于大气污染和机动车排放无关，只是机动车污染因素在形成大气污染过程中的作用和以往相比暂时下降。机动车中小型轿车排放强度低，货车尤其是载重货车的污染排放强度突出，春节期间还需要部分货车保障节日生活物资运输，保障部分企业生产运行。

2、春节放假是有很多工厂停工，这些工厂数量大，多数规模小，排放量不大，但还有一些工厂不停工，如炼油、化工、电力、热力、钢铁、焦化、有色、建材、制药等，这些工厂不停工有的是工艺和技术特点决定的，需要连续生产，有的是为了满足国计民生的基本要求，有的是出于履行供应合同与经济效益的考虑，这些企业数量虽然相对少，但是规模大，是污染物排放的主力。生活在北京是看不到太多大烟囱，但如果乘高铁从天津往南，很快就能看到呼呼啦啦工厂排放，开车经过唐山也能感受到浓烈排放的氛围，这类工厂除非检修或被强制关停，一般都是不停工不打烊，一直是排放的主力军。

3、建筑工地的确不是影响春节大气污染的主要因素。除非一些紧急和战略性重点工程施工外，春节期间建筑和道路施工作业停工现象比较普遍，减少了很多扬尘，但我们也知道裸露工地和土地也可能产生扬尘，和春节放假停工无关。各种扬尘中PM₁₀及以上小颗粒相对较多，细颗粒物PM_2.5相对较少，扬尘对局部区域短时间空气质量影响还是会比较大。

4、生活煤改气减少了大气污染物排放是事实，在北京市区很难看到煤炭散烧，但北京农村煤改气煤改电也还不能做到百分之百完成，主要是在远郊区县和山区。加上工业用煤和发电供热用煤，北京每年还会烧掉几百万吨煤炭。近两年京津冀及周边地区的煤改气煤改电也做了不少，但是煤炭散烧数量依然巨大，煤炭散烧没有任何污染物处理措施，比煤炭集中使用造成的污染严重得多，这是一个不能忽略的重要污染源。

5、娱乐活动停止不等于人不活动，只要人活着，就有吃喝拉撒行为，就会有商品消费，就会有能源消费。人口越密集，消费规模就越大，引起的排放就越多，只不过人的日常活动直接引发的排放并不是大气污染的主要原因。

6、养猪养牛不管选择在什么地方，养殖业还是存在的，养殖业的排放也会存在，除非人们改变饮食习惯，不吃养殖的动物。如果关心猪屁牛屁，除了对大气污染的影响，可能更要关心它们对全球气候变化的影响。

7、鞭炮禁放可以减少局部区域内噪音污染、减少火灾和伤亡事故隐患、减少垃圾清运，但鞭炮燃放污染空气、加剧短期大气污染毋容置疑。以北京为例，今年春节烟花爆竹禁放区扩大，除了五环路以内外，还包括郊区的部分区域，但北京市禁放面积共约4354平方公里，只占全市总面积的26.4%，划定禁放区域可消除局部区域烟花爆竹燃放，但其他区域燃放加剧空气污染的问题依然存在。

8、酒店餐饮不营业可以减少部分污染物排放，人们只好自己做饭，把排放转移到家庭。不过酒店餐饮行业的排放本来也不是主力，对大气污染的形成没有高强度影响。

总的来说，北京春节雾霾的形成和人们直观生活感受会存在差别，大气污染排放来源并没有因为春节放假和疫情防范而消失，排放符合国家标准要求并不等于没有排放。空气污染有本地排放因素，有外地排放因素，这些因素在不同的天气条件下发挥的作用和大小会有不同，区域间污染物传输方向、多少和快慢都取决于特定天气情况，污染物也有可能混合交织。京津冀及周边区域排放超负荷问题一直存在，一旦气候条件合适，就容易导致雾霾天气。一般而言本地污染物排放是基础，外来污染物会强化污染程度。北京市生态环境局2018年5月发布的PM_2.5源解析表明，北京雾霾天气里污染物区域传输占26%~42%，且随着污染级别的增大，区域传输贡献呈明显上升趋势，中度污染日区域传输占34%~50%，重污染日区域传输占55%~75%。

下面这个2017年年初上传的视频（雾霾来袭过程），拍摄地点位于北京东三环，记录了当时雾霾从南向北进入北京市区的过程。

对于今年春节期间的重污染天气形成的具体原因分析，专业人士已经做了详细解读（五位专家解读春节雾霾成因）。

为了更好地理解大气污染问题，下面再做一些展开的介绍和分析。

大气污染产生的本质就是污染物排放超过了环境的承载容量能力，地理、气象和气候等条件可能会加剧或弱化大气污染的程度，这个是共识。污染物排放有火山喷发、森林火灾、土壤裸露扬尘等自然来源，但更主要的是人为污染物排放。环境容量有极限，地理、气象和气候条件左右不了，要控制大气污染，人们能做的就是控制人为污染物排放。

一、影响人为污染物排放的基本因素

人为大气污染物排放除了施工作业和道路扬尘外，能源燃烧利用是产生污染物排放的重点，污染物排放量与排放强度、经济产业状况、人口密度等多种因素都相关。

（一）人口密度。人口密度高低和人类活动强弱及污染排放多少有基本对应关系，人口密度越高，人类活动越频繁，污染物排放就会越多。根据世界银行的统计数据，2018年我国大陆每平方公里人口密度之高在全球220个国家和地区中排名68位。但是，由于人口和经济活动主要集中在黑河到腾冲的胡焕庸线以东一侧，这一区域面积只有全国约四成，却集聚了全国超过九成的人口，这样来算东侧人口密度相当于全球排名第36位。东侧人口和经济活动又集中在沿海省市（含北京），这样测算沿海省市人口密度相当于全球排名21位，高于印度的人口密度。沿海省市又集中在京津冀鲁、长三角和珠三角地区。京津冀鲁人口密度相当于全球排名17位，长三角和珠三角人口密度排名更高。京津冀鲁豫的人口密度和京津冀鲁相似。

（二）经济发展。无论从国际还是国内看，大致上经济落后地区排放强度低，经济发展中地区排放强度升高，经济发达地区排放强度回落，分别对应以第一产业为主、以第二产业为主和以第三产业为主的不同经济结构，第二产业是能源消耗和排放的主导领域。从世界银行统计数据看，发达国家收入高，第二产业GDP占比一般在25%上下，经济落后的低收入国家第二产业GDP占比在17~25%，发展中的中等收入国家第二产业GDP占比一般在30~40%，中国第二产业GDP占比目前约40%，过去更高，一直高于中等收入国家水平（图1）。

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图1 不同发展阶段国家第二产业的GDP占比（资料来源：世界银行）

从京津冀鲁来看，虽然2018年北京第二产业只占其经济20%，低于全球高收入国家的平均水平，但天津第二产业占比比北京要高出一倍，达到40%，山东和河北各自第二产业占比分别达到44%和45%。而山东和河北的经济总量在这一区域占比高达70%，在区域能源消费和污染物排放中起主导作用。

按照官方统计数据，2018年河北省在全国2%的国土面积上，生产了全国4%的水泥、烧碱和化肥、6%的火电量、9%的纯碱、11%的焦炭、14%的平板玻璃、24%的钢材、26%的粗钢和28%的生铁，同时排放了全国7%的二氧化硫、8%的氮氧化物和10%的烟（粉）尘，创造了全国4%的GDP。如果加上山东，则两个省在全国3.6%的国土面积上，生产了全国7%的乙烯和硫酸、9%的农药、10%的水泥、11%的化肥和塑料、18%的火电量、20%的焦炭、23%的平板玻璃、25%的纯碱、33%的烧碱、钢材和粗钢以及36%的生铁，同时排放了全国15%的二氧化硫、18%的氮氧化物和17%的烟（粉）尘，创造了全国12%的GDP，这样的强度和密度，是京津冀鲁地区难以承受之重。

（三）能源利用。无论是工农业生产、陆海空交通运输、发电和供暖制冷等各种活动都离不开能源燃烧利用。能源利用引发的污染物排放既与能源利用总量有关，也与能源结构和能源利用效率有关。能源利用越多则排放越多，清洁能源利用越少则排放越多，能源利用效率越低则排放越多。中国创造了世界约15%的GDP，依托的是世界约19%的人口，消费了世界约23%的能源，排放的温室气体占比就更高，经济发展和能源利用的效率都还有待进一步提高。近年来中国努力优化能源结构，推动能源清洁低碳发展，贯彻能源革命战略，取得了很大成绩，但能源消费结构中高排放化石能源占比过大，低排放化科猫网石能源天然气和非化石能源合计只有22%，而全球能源消费结构中天然气和非化石能源占比接近40%，不少发达国家天然气和非化石能源占比更高。国际发展经验表明，能源消费逐渐清洁化的过程和空气质量改善的进程存在明显的相关性。

从京津冀鲁地区来看，能源消费强度过大，清洁能源比例太低。京津冀鲁只占全国国土面积3.9%，却消费了全国19%的煤炭，也消费了19%的电力。北京大力发展气代煤和电代煤，本地清洁能源占比提高很快，天然气消费占比达到三分之一，每年煤炭消费量还有大约4百万吨。但天津的煤炭消费大约是北京的10倍，天然气占比要低很多。河北消费的煤炭更是接近3亿吨，煤炭在其能源消费结构中占比超过80%，天然气只有约6%；山东消费的煤炭大约4亿吨，占其能源消费总量近四分之三。如果加上内陆的河南和山西，这六个省市占全国国土面积7.4%，消费了全国34%的煤炭和28%的电力，区域用能和排放强度之高可想而知。

二、环境容量、地理、气象和气候因素

环境容量是指在一定环境质量目标条件下，一个区域内各环境要素如水、大气和土壤等所能容纳某种污染物的最大量。大气环境容量指某一范围内达到或满足大气质量标准所允许的各种大气污染物的最大排放量。影响大气环境容量的因素包括大气污染物的环境化学特征、区域环境目标、地理、气象和气候特征等，这些因素在不同区域的不同特点都会影响环境容量。以北京为例，即便和其他一些大城市的大气污染物特征和区域环境目标相同，但北京三面环山，不利于污染物扩散，冬季又需要采暖，能源用量增大，环境容量就会受到更多约束。

根据清华大学郝吉明和许嘉钰等人2017年的计算，以京津冀地区的网格平均地面P科猫网M_2.5年均浓度达到环境空气质量标准（GB3095—2012）为约束条件，该地区二氧化硫、氮氧化物、一次PM_2.5、挥发性有机物和氨气的环境容量分别为60.9万吨、74.5万吨、29.5万吨、132.2万吨和626万吨。生态环境部环境规划院蒋洪强和刘年磊等人同年的计算结论也相似，京津冀地区二氧化硫、氮氧化物和一次PM_2.5的环境容量分别为66.8万吨、79.8 万吨和 28.0万吨，而实际排放超载率分别高达235%、263%和316%，其中细颗粒物排放超载最为严重。

特定的气象和地理条件会加剧或弱化大气污染物的区域传输。根据北京大学刘树华和中国气象科学研究院缪育聪等人的研究，京津冀地区地理环境对大气环流形成、大气边界层结构及大气环境容量具有显著影响；西南至东南方向的风是导致京津冀地区区域大气严重污染的重要外来污染物的传输通道，污染物的区域输送对京津冀地区严重污染的形成和维持有不可忽视的影响；京津冀地区山谷风、海陆风和城市热岛环流会使污染物循环累积，也是京津冀地区形成重度污染天气的重要原因；大气边界层过程及其辐射效应直接导致边界层结构变化、边界层高度、大气垂直扩散能力和大气环境容量降低，大量的污染物聚集在较低的边界层内，为重污染天气的维持和加剧提供了动力和物质条件，是导致京津冀地区秋冬季容易形成污染天气的重要机制。北京市环境保护监测中心邱昀、李令军等人通过综合分析卫星遥感数据、地面PM_2.5浓度、激光雷达垂直污染监测数据以及气象数据，研究了2018年3月8～10日京津冀区域污染积累和传输的典型过程，指出在京津冀地区污染物排放总量仍然高于大气环境容量的情况下，不利气象条件下很容易导致重污染天气的形成。

环境容量也会随着时间的推移出现变化。河北省石家庄市气象局韩军彩、陈静等人的研究表明，1961-2017年间石家庄大气环境容量呈现显著下降的趋势，秋冬季下降趋势更为明显。河北省气候中心范引琪、许启慧等人通过分析1972-2013年河北省79个气象站的观测资料发现，42年间河北省区域大气环境容量总体上也呈现下降趋势，其中张家口、衡水和廊坊地区下降趋势尤其显著。这意味着区域大气污染物排放量即便保持不变，或者大气污染物排放量下降程度慢于环境容量下降程度，造成的区域污染程度都会增加。

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三、多重目标的兼顾与平衡

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京津冀及周边区域严重大气污染的形成非一日之功，各科猫网种排放因素的现状是长期发展的结果，解决人口、经济、能源等方面的问题难以一蹴而就。北京“奥运蓝”、“阅兵蓝”和“APEC蓝””说明，只要愿意为短期蓝天目标付出代价，深度压缩京津冀及周边区域污染物排放，立竿见影改善空气质量也是可以实现的。但是否可把短期强力举措变成长期政策，则需要考虑对经济发展、产业调整、能源供应、财政收入、就业安置和社会运转等多方面的影响，做到多重目标的兼顾和平衡。

近年来人们对环境保护的意识越来越强，对改善空气质量的呼声越来越高。国务院2013年发布了《大气污染防治行动计划》（简称《大气十条》），提出到2017年全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年要下降10%以上，优良天数逐年提高；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。2014年，《大气十条》实施情况考核办法的实施细则颁布。2016公布的中期评估结果显示，虽然2013年～2015年全国城市空气质量总体改善，各污染要素浓度逐年下降，重度及严重污染天数降幅显著，但空气质量仍面临严峻挑战，细颗粒物冬季污染问题突出，夏季臭氧污染也有所抬头。北京在《大气十条》实施的3年中，PM_2.5年均浓度由89.5微克/立方米下降到2015年的80.6微克/立方米，改善并不多，要达到2017年目标的差距还很大，需要北京联合周边省市共同努力才有可能完成。

为了能完成2017年考核任务，各地纷纷加强问责机制，多措并举加大力度，减少污染物排放源，控制排放量。在京津冀及周边地区，除了淘汰钢铁过剩产能、取缔“小散乱污”企业、扩大禁煤区、淘汰小燃煤锅炉、执行特别排放限值、严控机动车排放等多种措施外，还在采暖季对工业企业生产活动进行强制压减，譬如要求钢铁产能限产50%，电解铝厂限产30%以上、氧化铝限产30%，有色再生熔铸工序限产50%、焦化企业出焦时间延长至36小时（位于城市建成区的焦化企业要延长至48小时以上）、大宗物料错峰运输等；一些地方在居民清洁采暖改造过程中，有的在尚未落实好气源的前提下就开展煤改气工作，有的在配电网容量不足的情况下就实施煤改电；个别地方甚至在空气质量自动监测装置附近进行喷淋，或者干扰监测装置的正常运行，意图通过数据造假来达到满足空气质量指标考核的要求。

在强制高压减排手段的推动下，《大气十条》确定的空气质量改善目标全面完成。根据环保部公布的数据，2017年全国地级及以上城市可吸入颗粒物PM₁₀平均浓度比2013年下降22.7%；京津冀、长三角、珠三角等重点地区细颗粒物PM_2.5平均浓度分别比2013年下降39.6%、34.3%、27.7%；北京市PM_2.5年均浓度降至58微克/立方米。但强力减排也对部分地区经济和民生造成冲击，一些地方供气和供电跟不上，导致部分群众在煤改气和煤改电后出现取暖困难。在2018年印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划（2018-2020）》和京津冀地区秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案中，虽然维持采暖期错峰生产要求，但严禁“一刀切”；在保障北方地区群众取暖过冬问题上，除了保留原来的宜电则电和宜气则气，还增加了宜煤则煤和宜热则热。

强力减排措施的松动导致污染物排放反弹，空气质量总体转差。2017年10月至2018年3月，京津冀及周边“2+26”城市PM2.5平均浓度为78微克/立方米，同比下降25%，重污染天数为453天，同比下降55.4%，均大幅超额完成下降15%的考核目标；北京PM2.5平均浓度最低，为53微克/立方米。但是到了2018年10月至2019年3月，“2+26”城市PM2.5平均浓度为82微克/立方米，同比上升6.5%；重污染天数为624天，同比增加36.8%，和攻坚方案要求分别下降3%的目标背道而驰；北京PM_2.5平均浓度在“2+26”城市中虽然继续保持最低，为52微克/立方米，但同比仅仅下降了1微克/立方米。

四、北京空气质量改善有目共睹

北京是首都，人口聚集，作为政治、文化和国际交往中心，国际影响力也比较大，空气质量的变化引人瞩目。2019年，北京市PM2.5平均浓度42微克/立方米，相比2018年的51微克/立方米下降了9微克/立方米，创下了2013年监测以来的最低值；2019年PM10和二氧化氮首次分别达到70微克/立方米和40微克/立方米的国家标准。

北京近年来空气质量大幅改善取得的成绩也得到了国际社会的认可。2019年3月9日，联合国环境规划署组织在非洲内罗毕发布了《北京二十年大气污染治理历程与展望》，认为北京为全球其他城市治理大气污染提供了范例。

北京市通过提供经济激励、严格标准、完善监测、有效执法，大力实施锅炉和电厂煤改气工程、依据宜气则气、宜电则电的原则替代散煤使用、严格控制机动车污染排放、提升油品质量、发展新能源汽车、调整经济产业结构和治理扬尘污染等多种手段，大幅消减了本地污染物排放，再加上与京津冀及周边区域的协同治理，推动北京空气质量持续改善，取得了良好效果。

从北京能源消费结构来看，随着煤炭消费量下降和天然气消费量上升，空气污染物浓度稳步下降（图2）。

图2 北京能源消费结构与空气污染物浓度

但是，北京的空气污染指数仍然高于国家标准，和不少国际大都市空气污染指数的低水平相比存在的差距就更大，还需要北京市和津冀及周边地区共同努力，加强区域联防联控，进一步减少污染物排放。北京周边区域空气质量上不来，北京就难以独善其身。2019年全国168个重点城市空气质量排名倒数20名城市中，多数都集中在北京周边地区，其中山东6个，河北5个，河南5个，山西3个，陕西1个。2020年1月的排名中，倒数20个城市河北占据5个，山西5个，河南4个，山东2个，内蒙2，陕西1个，也集中在北京附近。

解决北京大气污染问题没有单一的灵丹妙药，不能急功近利。要加强京津冀及周边地区的协同发展，更好地发挥市场在优化资源配置中的作用，促进产业结构升级，提高经济增长效率，优化能源消费结构，提高能源利用效率，才能更好地从根本上减少区域大气污染物排放，改善空气质量，满足人民群众对美好生活的向往。

【参考文献】

1、刘旭艳，《京津冀PM2.5区域传输模拟研究》，清华大学，2015年。

nEWs.KemaOwANG.OrG.cn

2、何心河，《2014年秋季京津冀地区PM2.5污染过程的数值模拟研究》，中国气象科学研究院，2015年。

3、白俊、朱瑞娟，《从京津冀雾霾反弹看天然气的发展机遇和挑战》，《南方能源观察》，2019年第1期。

4、薛亦峰、周震等,《北京市建筑施工扬尘排放特征》，《环境科学》，2017年6月。

5、张力昆、李令军等，《北京建筑施工裸地时空变化及扬尘污染排放》，《环境科学》，2019年1月。

6、韩军彩、陈静等，《1961-2017年石家庄是大气环境容量变化特征研究》，《2019中国环境科学学会科学技术年会论文集（第一卷）》。

7、范引琪、许启慧等，《气候变化对河北省大气环境容量的影响分析》，《第十九届SO2、NOX、PM2.5、Hg污染防治技术研讨会论文集》，2015年。

8、蒋洪强、刘年磊等，《京津冀地区环境资产负债表编制研究》，《中国环境管理》2017年第6期。

9、郝吉明、许嘉钰等，《我国京津冀和西北五省（自治区）大气环境容量研究》，《中国工程科学》，2017年第4期。