2016城市空氣污染調查

　　北京大學(xué)光華管理學(xué)院的陳松蹊團隊對北京、上海、廣州、沈陽(yáng)和成都五座城市2013–2015年的PM2.5濃度數據以及氣象數據進(jìn)行了統計學(xué)分析，全面展現這五座城市的空氣污染狀況，并揭示了制約城市空氣質(zhì)量的因素。近日，該研究發(fā)表在《地球物理學(xué)研究雜志——大氣》(Journal of Geophysical Research-Atmospheres)期刊上。

　　數據：“一枝獨秀”的北京

　　在過(guò)去的幾年間，中國環(huán)保部大氣污染數據的真實(shí)性屢屢受到質(zhì)疑。在2013年以前，當PM10是空氣質(zhì)量的主要指標時(shí)，中國一些城市的PM10數據在每立方米100微克處出現不連續的跳躍，統計學(xué)無(wú)法解釋大量出現的98、99，而唯一的解釋是：100正是藍天的界值，因此有關(guān)部門(mén)為了增加藍天數而對數據動(dòng)了手腳。

　　因此，在這項研究中，為了驗證PM2.5數據的質(zhì)量，研究者將美國使/領(lǐng)館的數據與附近的環(huán)保部監測數據進(jìn)行了統計學(xué)的對比。令人欣慰的是，不同站點(diǎn)之間的PM2.5數據表現出很好的相關(guān)性，因此研究人員可以通過(guò)所有這些站點(diǎn)的數據分析城市PM2.5濃度的影響因素。

　　城市的PM2.5濃度受到污染物排放和氣象因素雙重作用。人們常說(shuō)“霧霾靠風(fēng)吹”，這正反映了氣象因素對空氣質(zhì)量的影響。其中，風(fēng)和降水的影響最為顯著(zhù)。在靜風(fēng)條件下，污染物難以擴散，有利于污染物的累積。此外，每一種風(fēng)向對不同城市的影響也不盡相同。以北京為例，由于北京西、北方向臨山，東、南方向建有大量重工業(yè)企業(yè)，因此偏南風(fēng)出現時(shí)，來(lái)自工廠(chǎng)的污染物被傳輸至北京，并且受到太行山和燕山的阻礙而不易稀釋。除了風(fēng)以外，降水也起到了清洗空氣中污染物的作用。研究團隊分析發(fā)現，風(fēng)向、累積風(fēng)速(只有在固定風(fēng)向下風(fēng)速的累積才是有意義的，因為如果風(fēng)向一直在變，其效應就不明顯了)和降水量對PM2.5濃度均有顯著(zhù)影響。

　　由于氣象因素的不可控性，陳松蹊更希望找出污染物排放對PM2.5濃度的影響，并提出相應的解決策略。因此，研究團隊運用他們此前提出的統計方法，剔除了氣象因素對PM2.5濃度的影響。

　　利用排除了氣象因素的PM2.5濃度數據，陳松蹊團隊對五城市的污染情況進(jìn)行了系統的分析。在這五座城市中，廣州與上海的PM2.5濃度相對較低，年度均值分別在每立方米40~50微克和每立方米50~60微克之間，但也高于每立方米35微克的國家空氣質(zhì)量標準。而另外三座城市面臨的PM2.5污染狀況要嚴重很多。北京的年度均值在五座城市中排名榜首，達到每立方米80~100微克。其90%分位數濃度更是遠高于其他四座城市，這反映出北京的重度污染天氣最為嚴重。而成都的中位數濃度在五座城市中是最高的，表明成都長(cháng)期處于中度污染狀態(tài)。

　　此外，研究團隊分析了各城市年度平均指標的變化趨勢。2015年，五城市的PM2.5濃度出現較為明顯的下降。陳松蹊認為，導致空氣質(zhì)量有所改善的原因主要有二：政府實(shí)施了更嚴格的大氣環(huán)境監管措施，且自2013年以來(lái)中國的經(jīng)濟增速放緩。但該趨勢能否在今年得到延續，陳松蹊表示，目前研究仍在進(jìn)行之中。

　　困境：解救被圍困之城

　　進(jìn)一步的分析揭示，導致北京、沈陽(yáng)和成都污染困境的原因各不相同。遼寧的經(jīng)濟發(fā)展倚重于重工業(yè)，其煤炭和柴油消耗量與成渝地區相近，高于其他3座城市所在區域。此外，每年11月至次年3月的燃煤供暖使得沈陽(yáng)冬季的空氣質(zhì)量雪上加霜。

　　與此相反，在這五座城市所在的區域中，成渝地區的各項能源消耗指標均處在較為靠后的位置，然而，成都仍長(cháng)期處于中度污染狀態(tài)，導致這一局面的是成都的先天劣勢——地形條件。四川盆地由青藏高原、云貴高原、大巴山等高山環(huán)繞而成，因此盆地中產(chǎn)生的大氣污染物難以擴散。

　　相比之下，北京所面臨的空氣問(wèn)題更加復雜而嚴峻，這里幾乎聚集了所有不利條件：北京所處的華北平原北靠燕山、西鄰太行山，不利于污染物擴散;其次，華北地區的單位能源消耗量?jì)H次于長(cháng)三角地區，并且擁有大量重工業(yè)產(chǎn)業(yè);此外，這項研究顯示，北京具有十分顯著(zhù)的供暖效應，這項因素共同導致了北京的高PM2.5濃度。

　　在陳松蹊看來(lái)，目前華北平原的空氣污染狀況本不應該如此嚴重。本世紀初，在北京獲得2008年夏季奧運會(huì )的主辦權后，首鋼集團被搬遷至河北唐山。包括首鋼在內，河北聚集了大量由首都遷來(lái)的重工業(yè)企業(yè)。管理者試圖借此改善北京的空氣質(zhì)量，但是，“這些搬遷措施是缺乏遠見(jiàn)的，”陳松蹊說(shuō)，“在進(jìn)行規劃時(shí)，規劃者沒(méi)有考慮到污染物在華北平原半封閉地形中的積累。”最終的結果是，不僅北京的PM2.5濃度居高不下，華北平原更是成為中國空氣污染最嚴重的區域。

　　“基于各地的地理環(huán)境和氣象條件，每一座城市都有不同的能源消耗和工業(yè)活動(dòng)承載的上限，”陳松蹊說(shuō)，“在進(jìn)行投資、布局時(shí)，都應該考慮并尊重各地的承載上限。例如在華北平原，其地理條件不利于污染物擴散，因此應盡量避免布局高排放的重工業(yè)。”

　　挑戰：距藍天還有多遠?

　　2014年，陳松蹊教授首次將目光投向空氣污染問(wèn)題。運用統計學(xué)手段，研究團隊已經(jīng)發(fā)布了兩份空氣評估質(zhì)量報告。目前，團隊正在對京津冀地區多個(gè)站點(diǎn)的空氣質(zhì)量數據進(jìn)行細致分析，研究報告預期于2017年春季出爐。

　　陳松蹊說(shuō)，在空氣污染的研究中，最大的問(wèn)題是可靠數據的獲取。雖然該研究涉及的監測站的數據比較可靠，但無(wú)法推斷所有的環(huán)保部站點(diǎn)數據的可靠性都有保障。在接下來(lái)的研究中，他們也會(huì )進(jìn)行更多的數據質(zhì)量監測工作。此外，氣象數據與能源消耗數據的不公開(kāi)也為研究設置了障礙。

　　在這份研究報告發(fā)布后，陳松蹊在環(huán)保部做了報告，并且提出了相關(guān)建議。盡管找出各地的癥結，但是距解決方案的最終落實(shí)仍有很長(cháng)的路要走。

　　采訪(fǎng)結束時(shí)，陳松蹊在辦公室內指著(zhù)遠處隱約可見(jiàn)的輪廓說(shuō)：“你看，新的一輪霧霾又來(lái)了。天氣好的時(shí)候遠處的西山能看得很清楚，現在你仔細看，只剩一點(diǎn)輪廓了。”空氣污染的治理和預防，注定是個(gè)持久戰。曾任中國氣象局局長(cháng)的氣候變化專(zhuān)家秦大河院士曾經(jīng)提到，當年倫敦治理霧霾用了30到50年的時(shí)間，希望我們可以在一二十年的時(shí)間內解決這個(gè)問(wèn)題。關(guān)于具體的時(shí)間，可能不同的學(xué)者有著(zhù)不同的看法，但有兩點(diǎn)是可以確定的：頻繁出現的重度空氣污染不會(huì )立即消失，它還將伴隨我們很長(cháng)一段時(shí)間;而決定倒計時(shí)要走多久的，是我們的行動(dòng)：大到政府的城市布局和工業(yè)監管，小到個(gè)人習慣，每一項導致空氣污染的因素都需要被研究透徹，每一項控制污染的舉措都不應被放過(guò)。

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