霾聚中国：罕被知晓的两大成因

本篇文章2983字，读完约7分钟

整个国家大约有1/7的day/きだよだよ0/of被烟雾笼罩，面积达142万平方公里...从16日开始的雾霾天气有点恶劣，直接覆盖了整个华北平原。

自16日20: 00北京率先发布红色预警以来，到目前为止，已有6个省市联手抗击雾霾，40个城市发布了重污染天气预警，23个城市发布了红色预警，17个城市发布了橙色预警。

然而，雾度值没有降低，而是进一步增加。19日，石家庄市“世纪公园”监测点的pm2.5和pm10均超过1000 μ g/m3。范围进一步扩大，京津冀、山西、陕西、河南等11个省市相继“倒下”。

虽然大多数人认为硫化物，氮氧化物，汞等。作为霾的元凶，他们忽略了霾的另一个主要成分:多环芳烃。“蟑螂的罪魁祸首很清楚。多环芳烃和回收pm2.5客观存在。为了彻底消除烟雾，有必要分析其来源。”国家化学工业生产力促进中心总工程师、化工部技术委员会前委员方德卫在接受《第一财经记者》采访时说，他在化学工业系统工作了63年。

众所周知，燃煤是霾污染的主要来源之一，也是产生硫化物、氮氧化物、汞甚至被忽视的多环芳烃的最重要途径。接受《中国商报》采访的专家认为，基于煤炭的能源供应模式无法改变，因此有必要探索如何更清洁地使用煤炭，这是从源头上治理雾霾的重要途径之一。

“原始蟑螂”每年排放超过5亿吨

“煤挥发物产生的多环芳烃是pm2.5的原始结构，也是pm最广泛的来源，它是一种不易降解的物质，半衰期长达几十年。”方德俊说:“1952年的‘伦敦雾’效应证实了多环芳烃是pm2.5的原始结构。”

方德卫告诉记者，烟雾的罪魁祸首是明确的，客观存在的。首先，生物质和煤或原油的燃烧、热解和干馏会产生大量的“多环芳烃”，即具有原始结构的pm2.5物质，这是其主要来源之一；其次，由大气中相关物质的光化学反应产生的光化学烟雾(或气溶胶)形成了pm2.5的再生结构。

与人们对pm2.5再生的重视相比，多环芳烃被忽略了。

事实上，一吨煤在燃烧过程中会释放出300公斤的多环芳烃，但其中一半会被燃烧掉。中国的煤炭消费主要是商品煤。根据2015年的数据，消费量为36.98亿吨，这意味着多环芳烃的年释放量高达约5.55亿吨，已进入人类生活环境-水、土壤、空气体。

此外，如果硫氧化物、氮氧化物、汞和灰尘可以用环保设备净化，多环芳烃就不能去除。

“我已经多次声明，煤和生物质(无论是动物还是植物)的直接燃烧将不可避免地产生具有原始结构的多环芳烃。特别是直接燃煤，只要在发电锅炉或一般供热锅炉中燃烧，其原因是一样的，只是电厂排放的废气净化效果更好，排放到大气中的pm2.5(即原来的‘多环芳烃’结构物质)可能相对较少，但根据总量平衡(物质守恒原理)，其目的地只能被电厂设备吸收或吸附， 这些焦油状物质仍会进入水体，并可能被排放出去。这些物质的沸点很低，很容易排放到大气中。” 方德卫说。

微风加剧了煤炭污染

中国的燃煤不是在最近几年开始的。为什么近年来雾霾变得越来越严重？众所周知，风变得越来越慢，这导致了侧面的雾霾。

“近年来，北京气象台观测到的风力正在减弱，比过去降低了0.7米。这种减少受气象站周围障碍物和气候变化的影响。对蟑螂来说，风来了又散，但现在风速很低，污染不变或增加，这将使蟑螂更厉害。”全球变化和地球系统科学研究所副所长王开存告诉《第一财经记者》。

作为刺激和阻止污染过程的一个重要因素，大气条件对污染过程的影响促使许多专家进行研究。

王开村博士论文《大气扩散条件对空空气质量的影响》说，从京津冀地区19个气象站1981年至2015年的能见度资料来看，当能见度小于5公里，相对湿度小于90%时，是一个多雾的日子。冬季霾日与冬季能见度之间存在6个负相关因子。这六个因素

“高浓度污染物排放是空气体污染的内在原因，而不利的大气水平和垂直扩散条件是决定污染过程是否爆发和持续的外在条件。冷高压控制更有利于污染物的扩散，但大气环流是一个复杂的过程。气象学在改变之前必须有温度梯度差和浓度梯度。”中国环境科学研究院的一名研究员告诉第一财经记者。

近年来，雾霾的频繁发生不仅受到污染物排放量增加的影响，还受到大规模环流系统的影响。东亚冬季风减弱、地面附近北风减弱、对流层低层异常逆温和相对湿度增加等环流特征都有利于烟雾的聚集。

上述论文还指出，从1976年到2007年，北京近地面风速从每秒3.7米下降到每秒3米，空冷空气爆发次数(日温差为4摄氏度)从每年7次下降到5次，相对湿度和静风频率(小于每秒2米)增加， 这表明东亚冬季风在全球气候变化的背景下，极地地区的温度升高比低纬度地区更明显，这大大减小了纬向温差，从而减少了西伯利亚冷空气体向华北的输送，减弱了径向风速。 近期的大气环流特征加剧了灰霾天气的发生。

不可否认的事实是，整个世界正在变暖，北方的冬天不像过去那么冷了。与此同时，中纬度和极低纬度地区之间的温度梯度正在下降，因为极地地区变暖更强烈。这些因素将影响西伯利亚冷空气体爆发的强度和频率以及地面附近的风速，这可能对霾的积累产生重要影响。

治理煤炭污染可能需要20年时间

无论是硫化合物、氮氧化物、汞、灰尘和多环芳烃，它都是霾的罪魁祸首。当以煤为基础的能源供应模式无法改变时，如何干净地使用它是从源头上控制雾霾的一种方法。

方德俊告诉《第一财经记者》:“我们承认，目前使用的任何化石能源对环境都有负面影响，但我们也必须承认，根据它们的不同特点，最终可以实现高效和清洁的使用。”

“以燃煤发电为例，当煤完全被锅炉燃烧后产生蒸汽时，其能效仅为33%~41%(包括超超临界机组)。煤既是能源又是物质资源，其目标物质结构包括多环芳烃。因此，在燃烧和热处理过程中(焦化、干馏、热解)，不可避免地会产生对环境不友好的污染物。中国需要走以“能源与共轨”技术为先导的“甲醇经济”战略创新路线，通过制度创新和技术路线创新，最终实现煤炭的清洁高效利用。”方德卫说。

“能源共轨”不仅创新性地将煤炭资源的利用与化工过程相结合，而且整合了热、电、化学等多种能源的综合高效梯级利用，创造性地实现了物质变换与相关产业的循环耦合，最终将煤炭资源的利用率从发电的33%~41%，化工的53%提高到80%以上。同时，污染物如n0x、s0x、hg、pm2.5等。在现有技术的路线体系下从煤炭利用中排出的二氧化碳基本上已经不复存在，通过“甲烷化”工艺，二氧化碳可以在“分子经济”共轨和下游配套中得到有效利用，最终可以减少65%的排放量。换句话说，碳、氢和相关产品是从传统燃煤发电的烟囱中回收的。

方德卫在2008年的一次高级别会议上报告了这条道路。事实上，在20世纪80年代和90年代，煤基碳一化工和甲醇系统的创新R&D战略得到了全面和系统的实施，但由于历史原因，这一战略被削弱了。

2015年，工业和信息化部(MIIT)与财政部联合发布了《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》(JJ[2015]45号)，鼓励煤化工产业按照“能源与共轨”理念，推进煤炭从单一原料向原料和燃料的转化，加大煤炭资源加工转化的深度，大力发展清洁能源、新材料等新型煤化工产业。

“现有行业需要大约20年时间来逐步实施系统化转型。中国完全可以实现能源资源的高效利用，从源头上彻底解决老工业化道路造成的环境污染和生态破坏。”方德卫说。