正文

各位老师，各位同学，各位朋友：

大家好！

非常高兴今天能有机会就现在一个全社会关注的问题与大家做一个比较深入的交流。实际上在二十多天以前的11月17号，一场“雾霾”事件使得PM2.5进入了媒体和公众的视野。许多从事相关行业的科技工作者、政府管理者都在考虑PM2.5到底是怎么回事，到底怎么来实施控制。PM2.5这样一个非常学术的词语也渐渐进入大家的日常交流中，老百姓也开始了解它。没想到二十多天以后，这样的事情又再次发生了。昨天，我们都亲身感受到了它的影响。我昨天晚上准备从杭州飞回北京，但是由于北京以及整个华北地区的大雾天气，所有飞到北京的航班全部被取消了，所以我是今天早晨赶早班飞机才回来的。

大气污染控制的问题，是国家在“十二五”之后，甚至下一个二十年的经济增长过程当中，必须高度重视的一个重大的社会问题。环境问题必须在经济发展的过程中解决。但是我们现在大气环境碰到了什么事情呢？过去一直说污染问题非常重要，却没有实际的感受。现在这一次又一次的事件发生之后，大家发现污染其实是一个看得见的问题。现在最突出的现象就是“灰霾”。所以我跟学生一商量，就把题目叫做“从灰霾看大气复合污染”。我主要想从三个方面和大家进行交流：第一，什么是灰霾。媒体的采访在我到北京以后就一直不断，一直到上这个讲台之前我都不断接到电话，都在问这件事情。我想借这个机会在这里比较系统地做一个介绍。第二，分析一下灰霾现象是怎么形成的，是由于天气的问题还是由于污染的问题，或者这两个问题之间是什么样的关系。第三，这么一个复杂的现象，这么大的一个问题，它一发生就造成这么大的影响，持续这么长时间，它是可以控制的吗？

首先，现在大家都觉得污染的问题已经可以看得见了，但我想是不是真正能够看得清楚还是一个问题。能不能把一个物体看清楚跟四个方面有关。第一个因素，和你的眼神是不是好有关系；第二个因素，跟你要看什么东西有关，这个东西是不是清晰的，它本身要是一片模糊，你也就看不清楚了；第三个因素是光线的条件怎么样；最后一个因素就是，在你看目标物的过程当中，受到了哪些因素的干扰。从灰霾问题的角度来讲，我们可以假设前三个方面的因素都是固定在一定的水平，重点要讨论的是从目标物到你的视线之间，发生了什么。我们一直在说“灰霾”，香港给它一个很漂亮的名字叫“烟霞”，实际上都是一种现象，从本质上来讲，它是一个能见度降低的问题。当能见度低到一定程度，你看不清楚你应该看清楚的东西，就造成问题了。

从现象上讲是这样，那么接下来的问题就是，为什么能见度会下降？它是什么原因造成的？是雾还是霾？这个问题一直争论不休。关于是雾还是霾，现在有很多专业的论著，实际上很早以前，国家气象局对雾和霾就有非常明确的定义。这是一个操作层面上的定义，是根据空气当中的湿度来确定的。在相对湿度小于80%情况下，能见度低于十公里的现象，就被称为霾。如果相对湿度在95%以上，这个时候发生的低能见度的现象就是雾。在80%和95%之间出现的低能见度现象就是由雾和霾共同造成的。现在最主要的是霾的问题。听上去好像这个问题已经说清楚了，实际上问题并没有这么简单。

大家可能通过近期的一些报道也发现，雾和霾之间有着非常密切的联系。区分雾和霾，要看它是一个自然现象，还是人为污染现象。如果是雾，那就是天气问题，是自然原因所造成的，跟人的活动没关系。但真的是这样吗？实际不然。大家仔细观察就会发现，当出现雾的时候，如果把雾水采集下来，会发现雾水也是非常脏的。所以雾和霾的问题是紧密联系在一起的。雾消散的时候，不是大风吹走的，而是雾滴慢慢干燥，水蒸发掉以后，水所裹挟的污染物就会慢慢沉积，成为霾的主要成分。在干燥状态下，如果相对湿度慢慢增大，能见度低的问题会变得更加严重。所以不能说这是一个雾的天气，就把所有的问题都推给自然。随着中国经济的发展，城市化进程的不断推进，雾和霾的问题确实给我们造成了非常大的困扰。我们可以看这张照片（图1）。这是真色的，在能见度非常低的时候，白天就可以拍到能见度低到这样程度的照片。从历史的角度来看，这是1961年到2005年，每五年做的一张图（图2）。从图中可以看到，红色区域是能见度小于十五公里的范围，可以非常清晰地看到能见度下降的问题在全国的发展状况。如果我们一个个城市具体进行分析，也可以发现有类似能见度逐步下降的问题。

图1

接下来我们要讨论的就是，霾天气的不断加重和空气污染之间是一个什么样的关系?它到底是一个天气问题，还是一个污染问题？我用两个简单的数学公式来进行说明，大家都学过光学的现象，当你看一个物体非常清楚，中间没有任何干扰，这时候的对比度值是C。值越大看得就越清楚。而当中间有很多干扰，你看到的光线就会遭到很多破坏，因此这个时候的对比度是C _X 。当对比度小于0.02的时候，基本上就看不见这个东西了，也就是极限的视域。能见度和消光过程之间是有关系的，消光越大，能见度就越小。那么，能见度就受到光程当中的消光系数的影响。而消光系数又与四个方面的因素有关。消光主要是两个过程，一个是光的吸收，一个是光的散射。光的吸收和光的散射由气体组分和颗粒物组分造成，因此就是气体的光的吸收和散射，颗粒物的光的吸收和散射这四个方面。我们的空气当中同时存在着气态的污染物和颗粒态的污染物，它们造成的光的散射和光的吸收，就是造成现在低能见度的主要原因。我们再来看一看，是哪些因素、哪些物质引起了大气的消光。这是在北京市做的一个消光系数的分解，我想在世界许多其他地方也是差不多的。颗粒物的吸收和散射加在一起大概占到光的消光作用的90%以上，因此我们从这个上面可以得出一个结论，我们现在所看到的低能见度的现象，基本上是由颗粒物的消光作用引起的。气体起到一定作用，但它起到的作用非常小。因此，空气当中的颗粒物浓度水平越高，大气的能见度就会越低。大气能见度有两个层次，一个是水平的，一个是垂直的。因此和颗粒物的水平浓度分布和垂直浓度分布是相关的。

图2

既然是和空气中的颗粒物浓度相关，我们再看看大气当中的颗粒物，大气中的颗粒物还有一个词叫做“气溶胶”，是指空气当中悬浮的、稳定存在的颗粒的组分，或者是有液滴存在的组分。在很透明的空气当中，在正常的大气条件下，大气中含有非常大量的颗粒物的粒子，大概一个立方厘米就有上千万颗粒物的存在。因此，颗粒物粒径非常小，几个纳米到一百个微米，一百微米以上的颗粒物就太沉了，就会掉下来，而不能在空气中以悬浮状态存在。因此几个纳米到一百个微米就是我们关注的范围。一个微米大概是头发丝的二十分之一，这是非常小的粒径，肉眼是看不见的，所以我们把这种由颗粒物造成的污染问题也叫做“小粒子，大问题”。颗粒物种有非常多的组分，下面会向大家逐一地做介绍。

好了，现在已经非常清楚消光作用是由颗粒物造成的。下面的问题就是，颗粒物的消光作用和哪些因素有关？主要有五个方面的影响。第一个方面就是颗粒物的浓度，也就是一立方厘米中有多少克或多少微克的颗粒物，这称为它的质量浓度。现在我们制定国家的空气质量标准，比如PM10的空气质量标准，现在定在100微克/立方厘米，也就是指的它的质量浓度。通过从空气中采样的方式，让颗粒物通过滤膜，再称量滤膜并除以采样体积得到的质量浓度就是用来制定空气质量标准的。我们说空气质量超标还是达标，就是从它的空气质量浓度来看的。实际上，颗粒物的环境影响不完全是由质量浓度决定的，还跟其他因素有关。第二个方面，也是非常重要的，就是颗粒物粒径的大小。就是测到的100微克/立方厘米是以多大的颗粒物存在的。第三个方面的影响因素就是颗粒物是什么，完全是从土壤层，还是完全从柴油车尾气里排放出来的黑炭的颗粒物，它们的光学性质有很大的不同，这与它们的化学组成有关。第四个方面就更复杂一点了，不光跟从外源中排放出来的东西有关，还和在空气中的变化有关。这个事情也让决策者和科学家感觉到非常困扰，因为颗粒物也好，其他的污染物也好，排放进入到空气当中以后，不是以从源排放出来的样子存在的，而是会发生很多变化。这种变化过程被称为“老化现象”，是一个不断衰老的过程。这个变化过程会直接影响它的消光作用，它在变化的过程当中，在从一种样子到另一种样子的过程中，它对光的吸收和散射能力在发生非常大的变化，这种变化是我们在研究中要非常注意的。第五个方面就是相对湿度方面的影响，也叫做“吸湿增长”。它排放出来是这么大，在空气中不仅组分会发生变化，它的大小也会发生变化，这对它的消光作用有非常大的影响。下面我就这五个方面简单地、逐一地做一个介绍。

图3

图4

颗粒物的粒径分布是一个非常有意思的问题。我们前面说了，十几纳米到一百微米是质量浓度分布的情况。我国第一次制定空气质量标准时，当时确定的颗粒物的控制目标是总悬浮颗粒物，就是100微米以下所有的悬浮颗粒物全部收集起来，看它的总浓度是不是超标。现在大家耳熟能详的可吸入颗粒物，就是PM10，粒径在10微米以下的颗粒物的质量浓度是多少。而现在炒得非常热的PM2.5，大家有时候困惑2.5和10，其实是和粒径分布有关的。在这些粒径段，分别存在着质量浓度的高峰值，所以对它的控制是非常有道理的，这在全世界有着共同的规律。它的分布情况在世界不同地方虽然是不同的，但总的结果基本是这样的。因此我们把它分成超细粒子，就是在纳米级的颗粒物；细颗粒，我们现在共同关注的PM2.5就是细粒子。颗粒物的消光作用和粒径分布之间有着明显的关系，1微米以下的颗粒物的消光作用占到了90%以上。大家可以看到这个步骤：最早是PM100，然后到PM10，PM2.5，还有很多人在讨论是不是将来要过渡到PM1，对大气污染的控制越来越精确。在国家环保部讨论PM2.5的标准是不是要尽早实施时，这里非常重要的驱动因素就是一旦PM2.5和臭氧纳入我国空气质量标准之后，我们对空气污染的管理就会进入一个新的阶段。因为相对于传统的三项二氧化硫、二氧化氮和PM10而言，PM2.5和臭氧等污染物是真正对能见度、对人体健康有更大影响的污染物。所以在下一个阶段里，一方面要保持经济快速增长，另一方面对大气污染控制要实施精确打击。这里有一张描述颗粒物组分的图（图4），是在珠江三角洲测量的结果，来自城市、郊区各个不同的地方。大家从图4可以看到两个信息，圆圈的大小反映了质量浓度的大小，从70微克/立方米到30微克/立方米。媒体现在已经非常熟悉了，国家讨论PM2.5的时候，初步设定的是35微克/立方米的限制。所以说从化基本上已经接近这个限制了，但是广州还是在70微克/立方米的水平。另外一个信息，就是圆圈中不同颜色代表不同的组分，硫酸盐、硝酸盐、矿物颗粒、黑炭、有机碳等这样一些组分的含量。大家可以看这个圆圈的结构特点，各个圆圈有非常大的相似性，基本上在不同的地方测得的结果是一样的。PM2.5相对于PM10来说非常大的一个特点就是整个区域组成结构特征都比较相似，这显示出整个区域PM2.5的形成规律是一样的，所以它的化学结构才会比较一样。大家可以看到PM10在不同的地方有很强的局部特征，在不同的地方PM10的组成就会不一样。但是PM2.5一旦污染就是一大片，这是区域性的污染问题。下面的一个问题就是刚才讲到的能见度和颗粒物的年龄有关系，刚刚产生出来的新鲜的颗粒物和在空气中待了一个两个星期甚至更长时间的颗粒物，所造成的对能见度的影响是不一样的。因为即使是同样的组分，颗粒物的状态不一样，造成的能见度的差别也是很大的。这是在研究过程中要充分注意的。

最后一个问题，就是能见度和气象条件的关系。我们在珠江三角洲做了很长时间的工作，北京和珠江三角洲在同样颗粒物浓度的情况下，珠江三角洲的能见度状况可能会更差一点。主要原因是珠江三角洲地区的湿度更大。湿度大，消光系数就越高。在相对湿度80%的情况下，比干燥状态下的消光系数高50%。相对湿度90%的情况下就要比干燥状态下的消光系数大一倍。所以同样的质量浓度，同样大小的颗粒，在不同的相对湿度条件下消光作用是不同的。实际上北京市在各项大气污染的控制上是走在全国前列的，1998年北京市环保局就专门开始了一个叫做“蓝天工程”的项目，由北京大学牵头来做。为什么北京市的大气能见度出现了问题，是什么原因呢？当时就在研究这个问题，研究大气能见度和PM2.5之间的关系。研究发现，在霾的天气下，能见度降低主要是由PM2.5造成的。PM2.5以上的颗粒物贡献非常小。

这是几个具体的事例。从北京市冬季观测的结果大家可以清楚地看到，红线的部分是能见度，黑色的部分是颗粒物的质量浓度，二者是个非常好的反相关关系。在颗粒物浓度水平很低的时候，能见度相对来讲比较高。空气中颗粒物的浓度一上去，能见度马上就下来了。夏天的情况也是一样的。细心的同学会发现，在讲PM10的时候，冬季燃煤的季节一到，PM10的值就会上去，但是PM2.5没有这样的规律。PM2.5在夏天的时候同样会有很高的浓度。因为它的形成规律和PM10是不同的，下面还会和大家介绍。但是这个规律在世界各国都是一样的：PM2.5和能见度之间的反相关的关系。非常精细的结构都会有这样的现象。因此，基于以上五个方面的影响，在空气当中非常精确地测量颗粒物的质量浓度、颗粒物的粒径分布、颗粒物的化学组成、颗粒物的混合状态和颗粒物的相对湿度，那么我们可以用光学的模型来计算出能见度。然后这个计算的能见度和实测的能见度之间可以有非常好的符合。这种符合就说明我们对影响能见度的主要因素基本上掌握了，也就是说什么样的因素影响能见度我们是清楚的。

关于能见度的影响因素就介绍到这里。如果大家经常坐飞机可以观察到，在3500米的高空上，蓝天白云，能见度非常好。当飞机逐渐往下降的时候，你可以看到能见度逐步的恶化。这是一种非常直观的感受。大家以后坐飞机可以透过舷窗在上升或下降的时候观察。

另外一个非常典型的案例，我们前面说的颗粒物和能见度之间的关系。2003年11月1、2、3号，三天的污染现象。这是卫星上看到的颗粒物的分布。1号的时候，颗粒物污染很严重（红色的部分越多表示颗粒物污染越严重），2号的时候慢慢减少，到3号的时候，这次污染过程基本上过去了。同学们可以看到2号广州的能见度与沙尘暴差不多，3号的时候就非常好了。可见PM2.5是影响能见度的一个非常主要的因素。

同时，天气条件，也就是我们前面所提到的湿度，是造成能见度下降、出现灰霾天气的一个外在因素。它（灰霾天气的出现）主要驱动的内因是空气污染。这也可以回答我们前面所介绍的从1961年到现在能见度为什么持续恶化的原因。这跟空气污染的状况是有密切的关系的。所以空气污染是造成灰霾天气的内因，天气条件是它的外因。

下面我们进入第三个问题：灰霾是可以控制的吗？

既然造成这种能见度下降的内因是PM2.5，那么看一看我们现在面临的情况。

图5

图6

谈到PM2.5的时候，事情就变得比较沉重了。这个事情没有那么简单，这是最近发表在期刊上的一个PM2.5全球分布图（图5）。从图5上大家可以看到，从北美、欧洲、北部非洲地区一直到亚洲，我们国家东部沿海是PM2.5污染严重的地区。非洲这个地方PM2.5主要是自然因素所造成的，是由于戈壁沙滩的扬尘等因素所引起的。因此从几大经济区，北美、欧洲和我们国家东部沿海地区相比，从全球的角度来讲我们的PM2.5污染问题比较大。这个问题跟很多因素有关系。其中有一个值得考虑的因素就是在上个世纪，大概在1998、1999年，在远离人为活动的印度洋上空发现一大片污染的霾层，这个是霾层的真色卫星图片（图6）。霾层的范围大概覆盖了2400万平方公里，这是非常低能见度的状况。主要是人为污染加上南亚、东南亚甚至亚洲地区的生物质燃烧的污染所造成的。这个霾层是在远离人为活动的地方所发现的，它的影响范围非常大，基本上我国西部到东部地区都在这个霾层的覆盖范围内。这个霾层最初叫亚洲棕色云，后来觉得这不是亚洲独有的现象，所以把它称为大气棕色云。我们国家这么严重的颗粒物PM2.5的污染跟这个霾层是有关系的。我们国家可能是一个贡献国，在很大程度上也是一个受害国。因此我们国家PM2.5的问题，区域尺度确实很大。至少需要在亚洲国家通力合作的情况下才能够解决这个问题

这是一些我们自己做的在北京PM2.5的观测结果（见图7）。很多同学都比较关心，北京市PM2.5的浓度是什么样的。这次发生灰霾天气事件的时候美国大使馆又报道说监测仪器都爆表了，超过了五百多微克/立方米。在沙尘暴的时候，PM10的浓度水平可能也就是八百多微克/立方米左右。我不知道具体的数据是多少，但是五百多微克确实非常严重。当然这是在极端不利的气象条件下测得的结果，不能代表一般的现象。

从2006年开始，我们北京大学大气化学的团队接到北京市的任务，要为奥运会的空气质量保障服务。从1998年做蓝天工程开始延续到现在，我们一直在研究北京市空气中重要的大气污染物，一个是臭氧，一个是PM2.5，它们在空气当中的变化情况。这是长期观察的结果的一个事例。大家从图7上可以看到，红的是中位值，黑线是平均值。2008年奥运会时候的水平接近我们现在确定的35微克/立方米的水平。在其他情况下，大概在60—80微克/立方米的水平上。这个PM2.5的浓度水平还是非常高的。

图7

为什么要控制PM2.5，前面已经简单介绍了一下。因为美国最早在开始做PM2.5的控制的时候，美国环保局提出了PM2.5的控制标准，当时在美国引起了非常激烈的争论。争论主要有两个方面。一个就是在公布PM2.5控制标准的时候，大家觉得现在没有可行可靠的PM2.5的测量方法，没有测量方法公布这个结果是没有意义的，不知道怎样才能评估空气质量的状况。第二个问题就是，没有有效的PM2.5的控制手段。你说要达到15微克/立方米、35微克/立方米，怎样才能做到呢？没有结果。因此美国斥巨资在很多地方设立超级站的观测计划。就是把世界上现在所有可能的PM2.5的数据测量手段放在一个监测站里进行长期的运行检验，看看哪个仪器能够给出有效的结果。从这个过程中去挑选出来PM2.5的监测技术手段。现在技术已经相对比较成熟了。我们国家如果现在要开始实施PM2.5的标准的话，从“十二五”规划起，国家环境监测总站就开始部署监测任务。既然大气污染的特征进入新的阶段，那么全国的环境监测也需要进一步提升能力和水平，能够监测和评估这一变化。

PM2.5防控的驱动力是非常强劲的。我们前面介绍过，PM2.5的精确打击，这方面的信息积累的是越来越多，PM2.5的环境影响，现在弄得越来越清楚。

第一个问题前面介绍过了，就是它会形成灰霾，降低大气能见度。这个大气能见度我们亲身感受到的就是影响交通。

还有一个问题更加严重，就是有毒有害，威胁人体健康。这个方面的证据引起了世界研究大气污染的人的高度重视。

第三个方面的问题就是它可以远距离输送。由于它粒子小，在空气中停留的时间会更长，会长距离输送。这个长距离输送的后果就是，它不再是一个城市一个城市的问题，它是跨越城市边界、跨越省际边界甚至跨越国家边界的区域性问题。不仅是区域性问题，它还具有非常重要的辐射效应。它能影响全球的气候变化。这也是全球气候变化当中研究的最热点的问题。

由于这么多方面的影响，PM2.5现在成为了一个“大明星”，所有的人都开始关注它。连早晨起来锻炼的老百姓也开始关注PM2.5和灰霾这个问题了。

对人体健康的影响，证据是很清楚的。因为大家可能都有切身的体会，我们的呼吸道是有非常复杂的结构的。颗粒物的颗粒越大，拐弯越不容易，它就越容易沉降。大颗粒会沉降到口腔、鼻腔这个部位。越小的颗粒，它的运动能力就和气体一样，它可以穿过我们非常复杂的支气管，直至进入到肺泡。所以从它的沉降的特性上大家可以看到，从肺部到支气管，越小的颗粒物它的沉降量就越大。这是颗粒物对健康造成影响的非常重要的一个原因。

还有一个方面的原因就是颗粒物越小，它的吸附能力就越强，它的表面上粘的各种有机物、金属甚至病菌也就越多，对健康的威胁也越大。它对人体健康的影响，现在研究比较多的集中在它对呼吸系统和心血管系统的影响。其实细颗粒的污染对人体的影响是全方位的，比如免疫系统、生育系统、神经系统、遗传系统等等。但是它的影响机制是非常复杂的。因此现在大家也注意到世界卫生组织已经公布了一个指导值，同时根据这个指导值，有一个分阶段的目标。那么各国可以根据自己的环境状况、社会经济状况、技术状况去选择适合本国的PM2.5和臭氧的控制要求。包括二氧化硫和二氧化碳也是一样的。这个标准的修订，包括世界卫生组织标准的修订，跟PM2.5造成的人体健康的影响的基础研究，就是它的影响到底有多大、有没有阈值等这些因素是有非常密切的联系的。要研究PM2.5对人体健康影响的机制，有很多步骤去做。主要的方法是流行病学的调查和毒理学的研究，或者把这两个方式结合在一起。奥运会是一个非常庞大的人为干预的实验，政府采取了强力的措施来在短期内使空气质量有非常大的变化。在空气质量变化非常大的情况下人体健康的响应会是什么样子的？这是个非常好的实验机会。在这之前，在全球有非常重大影响的PM2.5和人体健康的工作是哈佛大学做的六个城市的研究工作，研究在不同的颗粒物浓度暴露水平下健康的危害增加的百分率。这个研究工作第一次提供的一个比较实验实证的证据说明颗粒物浓度的增加会造成健康危害的增加，而且这个增加几乎是一个线性的关系。细颗粒物的健康危害随着研究的深入不断地得到证实。有很多的研究甚至把细颗粒物的PM2.5列为可疑的致癌物质。

最后一个问题是颗粒物在气候变化中的影响。现在全球又在讨论气候问题，针对这个问题的国际谈判遇到非常大的阻力。颗粒物在气候变化当中起到非常重要的影响。大家比较熟悉的是温室气体的贡献的部分，温室气体造成气温的上升。颗粒物对气候变化有两个方面的作用，一个是颗粒物的直接作用，一个是颗粒物的间接作用。在相当程度上可以抵消温室效应的增温作用。因此颗粒物的作用也被称为阳伞的作用。但是大家可以看到，颗粒物的作用有非常大的误差范围，因此它的研究的不确定性非常大。温室气体很容易在全世界均匀分布，因此它造成的辐射影响在全世界范围是比较均匀的。虽然PM2.5有远距离输送的性质，但它在全球的分布是非常不均匀的。从前面的卫星图上也可以看到，不同的地方颗粒物差别非常大，因此它造成的辐射影响在全球也是不均匀的。而这个问题是在气候变化问题研究当中最大的不确定性的方面。

要研究PM2.5怎样去实施控制，最关键的就是要了解PM2.5的来源。前面也反复强调过，PM2.5和PM10的来源是不一样的。最大的不同就是除了大气污染源——自然源、工业、机动车、民用燃煤、扬尘等等——直接排放之外，另外一个PM2.5的来源就是所谓的二次粒子。这种由气体向颗粒物转化所生成的粒子，不是来自于污染源的直接排放。污染源直接排放的二氧化硫、氮氧化物、有机物等这样的组分，它在空气中发生转化以后生成的颗粒物叫做二次颗粒物，直接排放出来的叫一次颗粒物。

这次美国大使馆报道说PM2.5的浓度水平已经达到500微克/立方米，但是根据二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物这三项指标评价下来，北京市环保局给出的结果是轻度污染。因为评价指标差别太大了。这也是这次媒体经常问的问题：评价指标为什么会出现这么大的差别？差别的主要原因也非常简单。评价的指标不一样，测量的东西不一样。好比一个人分析的是心血管的毛病，另外一个人测的是体温，他们给出的健康的结论是非常不同的。过去的API指标就是这三项：二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物。但是我们前面反复强调，不论是对人体健康影响也好、对气候影响也好、对能见度影响也好，更重要的影响是臭氧和PM2.5。我们所关注的问题是，除了一次污染物以外的大圈圈里所发生的事以及它们相互之间的联系。

图8

现在我们来看PM2.5的化学组成。从图上可以看到2004年在珠江三角洲监测的结果，结果清晰地显示硫酸盐、硝酸盐和颗粒当中有机物这三类组分（组成非常复杂）基本上是来自于二次转化的，在二次气溶胶质量浓度中达到50%以上。因此我们在说一次污染和二次污染的时候，二次排放的贡献占到了非常大的比重。这在北京也有类似的结果。过去认为长江三角洲的空气质量会好一点，但这次去长江三角洲发现并不是这样，而是相对来讲污染更严重的区域。大家前面可能注意到，我们说到冬季和夏季的差别的时候也提到了，夏季在合适的阳光的情况下，也容易造成非常高的PM2.5的浓度。这是以二次污染为典型的污染过程。因此基于很多研究的手段和测量的工作，我们可以去做污染物的来源的研究工作，去分析不同的排放源在大气中PM2.5的分担率，也就是相对的贡献是多少。部分地区会得到不一样的结果。但是总体的印象是，当我们说PM2.5的时候，我们说的是综合的污染物。过去在讲二氧化氮、二氧化硫和PM10的控制的时候，讲的是一次污染物，是直接从污染源排放出来的。对这些污染物只要将排放源控制住就可以了。但是PM2.5，它有50%—70%来自二次源，需要控制多污染物，需要控制二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、扬尘等等很多东西。因此我们进入到了多污染物联合污染控制的阶段。不同的研究区域在不同的季节会得到非常不一样的结果，这个排放源的贡献还会随着我国经济发展、产业结构的变化和能源结构的变化发生非常大的变化。因此在“十二五”期间，国家在一些地区会先试先行PM2.5的环境质量标准，密切跟踪这个过程。在“十二五”这个五年的规划中，如果开始关注PM2.5的控制，那五年结束之后，我希望再有一次报告会，和大家介绍在一些典型城市进行五年的控制后，PM2.5的浓度到底是上升还是下降。我希望是下降的。再看看源的排放、化学组成等会有什么变化。

因此，我们说从灰霾看大气污染问题，PM2.5是其中非常典型的代表物质，以它为代表显示的是我们大气污染的特征在发生着非常剧烈的变化。这个变化体现出两个特点。第一个就是我们现在所关心的大气污染已经是一个区域性的问题，不再是一个城市控制二氧化氮、控制二氧化硫、控制PM10的问题了。另外一个就是它进入到一个复合型的阶段。我们国家的污染是非常特殊的情况。发达国家基本上都是解决了煤炭的问题又出现了机动车的问题，然后又出现了其他的持续性有机物污染的问题、气候变化的问题，一个问题一个问题的发现、解决。我们国家城市化的速度和经济增长的速度实在是太快了，发达国家一百年走的路我们差不多二三十年就走完了，因此污染也就在这非常短的时间内集中地爆发出来。在煤燃烧的问题和跟它相关的酸沉降的问题还没有很好地解决，甚至还有所发展的情况下，又出现了其他的问题。它是各种污染问题交织在一起的污染现象。这些污染物不是简单地叠加，因为都是在空气中所发生的事情，这些事情之间有非常紧密的相互联系。我们前面讲的臭氧的问题、细小颗粒物的问题，它们不是两个独立的问题，而是一个问题。因为在地表我们人为活动过程中排放的大量污染物进入到空气中以后，会发生很多事情。比如有的人专门研究挥发性有机物，挥发性有机物和氮氧化物在阳光的作用下会发生非常复杂的反应，造成臭氧的累积和大气氧化能力的增强。大气氧化加快了之后，会加速二氧化硫、氮氧化物向颗粒物的转化。颗粒物的前体物的浓度，也就是形成颗粒物的物质的浓度水平提高了。另外一个，实际上像北京、上海、广州这样的地区它向颗粒物转化的速度加快，我想这是我们国家关注酸雨问题的重要原因。二氧化硫的总量排放实际上是得到控制的，可是沉降到地上的酸雨问题并没有很好地解决，跟这个氧化的过程可能会有非常大的关系，这些问题相互交织在一起，这种污染现象我们叫做大气复合污染。

这种大气复合污染确实使我们国家的规模和复杂程度在世界上是非常少有的，也是我们国家今后二十年要实施大气污染控制所面临的非常独特和非常艰巨的任务。但是，也不用那么悲观，我们过去做了很多伟大的实验。最早的实验是2008年的北京奥运会，我们也经常开玩笑，所有参加北京奥运会的空气质量保障的人都是如履薄冰地走过来的。北京奥运会、上海世博会成功了之后广州办亚运会的时候，所有参加工作的人还是一样地如履薄冰，不知道会不会成功，因为实在是过去没有做过这样的事情。但是这些事情做完之后，三大城市群，三个城市做的空气质量保障的工作都是各项措施中最成功的，取得了非常大的成绩，蓝天、白云确实在这些城市看到了。这个里面有很多经验值得总结，作为一个成果的体现，从去年5月份开始，国务院发布了一个关于推进大气复合污染联防联控工作的指导意见，改善空气质量的指导意见，从十二五开始起，就是从今年开始起，国家就正式进入到大气复合污染联防联控的新阶段，这个联防联控最主要的目标是把臭氧和PM2.5的控制纳入到国家环境管理的范畴，所以在国务院的意见指导下，环保部开始部署国家“三区九群”大气复合污染联防联控的规划工作，这个联防联控的规划非常明确的就是以臭氧和PM2.5为环境空气质量的目标，同时要实施多污染物、二氧化硫、二氧化氮、PM10和挥发性有机物的协同控制。过去20年中国经济增长的奇迹在东部沿海地区，最代表的三个地方是京津渤城市圈、长江三角洲城市圈和珠江三角洲城市圈。在后面的二十年，中国经济从现在开始起到2020年还要再翻上一番，再翻一番靠两个发动机，一个是城市化，一个是工业化，因此国务院又新批准了一系列城市群，包括六个城市群区域，一共进入国家大气复合污染联防联控的是三个区、九个新增的城市群地区，因此臭氧和PM2.5的控制工作实质上在全国已经铺开了，但是，记者和同学们很关心环保部新发布的PM2.5的标准里头在2016年可能在全国要去实施，但是鼓励一些有条件的地方做先试先行的工作，这个先试先行很可能就是这三个城市群的地方，当然不排除还有其他地方来加入到这个行列中来。这个事情必须要紧锣密鼓地做起来了，因为这个污染的速度如果不马上实施控制的话，它会发展得非常非常快。所以我们前面所关心的一个问题就是：灰霾的问题、臭氧污染的问题会不会从东部沿海的城市群随着城市圈的范围向中部和西部发展污染扩展过去；第二个问题就是：这三个城市圈的污染会不会连成一大片，如果连成一大片之后就会形成世界上最大规模的大气复合污染圈，它的影响范围是上百万平方公里的国土面积、好几亿的人口，这个事情要在十二五和十三五期间通过所有人的精诚努力，政府、科学家和企业界的通力协作，来遏制蔓延，必须在经济发展的过程当中来实施空气质量的改善，这个问题是有隐忧的，近期的一项研究显示，臭氧的污染在合适的气象条件下有这种连片的可能趋势。

图9

最后想跟大家进行交流的是，大家都非常关心收入提高了、涨了工资了、住房条件改善了，大气能见度也成为大家非常非常关心的问题，尤其是见到了蓝天白云之后又出现这种现象那更是心理上接受不了。但是这个问题要解决起来没有那么容易，大气能见度改善将是一个长期的国家战略，这个长期性不是随便说说，它是有科学道理的，因为我们前面提到过能见度和颗粒物的质量浓度之间是一个非常反相关的关系。PM2.5质量浓度高的时候，能见度就很低；PM2.5质量浓度低的时候，能见度就好。这个关系是一个非常典型的非线性的关系。举一个例子，比如说，以平均80微克/立方米PM2.5的浓度水平来看，我们通过五年或者十年的艰苦努力使得空气中的PM2.5的质量浓度下降一半，变成40微克/立方米，那从这个图上看，40微克/立方米的控制是了不起的事情了，因为我们制定的空气质量标准是35微克/立方米，40微克已经很接近了，但是这样大力度的空气质量的改善在能见度上的收益只有这么一点点，为什么？因为我们处在这样一个区域里面，这是非线性关系里面的下半段区域里面。一任两任行政首长完成这一个伟大工作以后看不到能见度非常好的改善，可能能见度改善一两公里，但是你再持续改善下去，进入到这个区域的时候，颗粒物浓度改善一点点，就可以得到一个很大的能见度收益。所以我们经常在说臭氧的生成也有一个非常复杂的非线性关系，我们也在强调国家十二五期间要做氮氧化物的总量控制。如果你只控制氮氧化物不控制其他比如说挥发性有机物，它很可能会造成臭氧浓度的反弹，因为臭氧和氮氧化物之间有非常复杂的反相关关系。因此也有人在问：什么叫大气污染的多污染物协同控制？协同控制就是你在考虑其他问题的时候也要把其他的问题综合考虑。我们所要实现的是环境目标，要实现臭氧和PM2.5的浓度同时下降，酸雨问题的减少，二氧化硫、氮氧化物、PM10浓度的减少，你要实现环境目标，污染源的控制要有机地协调起来，你不能解决一个问题又产生一个新的问题，因此这种大气复合污染的控制是一个长期的艰巨的工作，需要扎实的基础研究工作和决策管理工作之间的有机结合。现在全国公众、媒体、学者、政府这么关注这件事情是好事，也希望我们的研究工作和空气质量改善的工作继续得到大家密切的关注，我们也希望通过共同的努力在我们国家实现经济增长的同时能够真正地走向可持续发展的道路，在这个过程当中解决大气污染的问题，这不仅是对中国本身的贡献也是对全世界的贡献。我的报告就到这里，谢谢大家！