兩位朋友對(duì)大氣環(huán)境容量問題進(jìn)行學(xué)術(shù)探討，這有利于搞清楚霧霾大爆發(fā)的根本原因。

從山東省氣象部門霧霾研究課題（并得到其它兩項(xiàng)相互獨(dú)立的研究印證）看，山東省全省平均，2013年比前面變化不大的十余年的霧和霾天數(shù)之和的平均數(shù)翻一番；2014年又翻一番，相當(dāng)于2012年之前若干年平均的4倍，這相當(dāng)于大氣環(huán)境容量至少縮減3/4（見圖）。

而2015年因?yàn)槟撤N原因，霧霾天數(shù)連續(xù)兩年翻番式上升趨勢(shì)得到遏制，實(shí)現(xiàn)20%的下降，后面持續(xù)下降。2015年還沒有采取實(shí)質(zhì)性的措施，任何單向變化的常規(guī)變量都無法解釋這種暴升和兩年后的快速下降。正是由于這種霧霾天數(shù)暴升又下降的突變，從大氣環(huán)境容量角度研究，應(yīng)該很容易判斷是什么原因?qū)е逻@種過山車似的變化，也應(yīng)該能夠迅速和容易的找到霧霾大爆發(fā)的真正原因。各位也可以自己判斷一下，是什么能夠?qū)е逻@種霧霾天數(shù)過山車似的變化。

圖：山東省歷年霧天數(shù)和霾天數(shù)之和，2013年之后是明顯的突變

老百姓的疑問是：藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的戰(zhàn)果不會(huì)只是PM2.5質(zhì)量濃度指標(biāo)，或者是治理酸雨的二氧化硫、氮氧化物、煙塵（可過濾顆粒物）等指標(biāo)的數(shù)字上的下降吧？華北地區(qū)酸雨早就沒有了，霧霾雖然程度下降但還是依舊不輕；即使在空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良的日子，看遠(yuǎn)處灰蒙蒙的情況更是普遍，難道還需要繼續(xù)用治理酸雨的措施，繼續(xù)治理霧霾嗎？

導(dǎo)致霧霾大爆發(fā)的是PM2.5粒數(shù)濃度（數(shù)濃度），這是可凝結(jié)顆粒物造成的，治理可凝結(jié)顆粒物才是對(duì)癥下藥。只是因?yàn)槎嗄陙砣舾煞侵饕I(lǐng)域的鐵腕治霾，以及摟草打兔子式而并非對(duì)癥下藥（可凝結(jié)顆粒物）的高成本煙氣治理措施，季節(jié)性和臨時(shí)性錯(cuò)峰生產(chǎn)等，使得PM2.5峰值和嚴(yán)重程度有所下降。當(dāng)然，霧霾天數(shù)也一直在下降，就是太慢，即使在空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良的日子，看遠(yuǎn)處灰蒙蒙的情況很普遍（北京除外，因?yàn)榻海本┑腜M2.5相當(dāng)于山東半島的煙臺(tái)和青島之間）。

藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)目前的戰(zhàn)果是，PM2.5比2013年以及霧霾大爆發(fā)前下降50%，但霾天數(shù)和霧天數(shù)之和以及準(zhǔn)霧霾天數(shù)仍大大高于霧霾大爆發(fā)之前。藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)任重道遠(yuǎn)，而并非相關(guān)部門孜孜以求的單一PM2.5質(zhì)量濃度或治理酸雨的其他指標(biāo)國際領(lǐng)先了，老百姓自然就能見到藍(lán)天了。因?yàn)闆]有對(duì)癥下藥，霧霾治理就做不到快速、低成本、精準(zhǔn)。這距離依法、科學(xué)和精準(zhǔn)治霾的要求相去甚遠(yuǎn)。

顯然，大氣環(huán)境容量的概念，主要還是紙上談兵。搞清楚霧霾怎么突然爆發(fā)的，對(duì)癥下藥，華北地區(qū)目前的大氣環(huán)境容量會(huì)迅速增加一倍以上；而不是要砍掉60%的工業(yè)，削足適履，適合環(huán)境容量大大縮減后的情況。朋友的疑問見下文。

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最近關(guān)于霧霾成因的爭(zhēng)議頗多。環(huán)境規(guī)劃院雷宇先生兩次通過微文對(duì)"環(huán)境容量"進(jìn)行了科普，從"環(huán)境容量"角度，解釋了霧霾發(fā)生的原因："環(huán)境容量"短時(shí)顯著下降的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致霧霾的發(fā)生；京津冀周邊區(qū)域污染物排放量超"環(huán)境容量"仍較多。

對(duì)雷宇先生的解釋必須予以點(diǎn)贊，理不辨不明。天氣不會(huì)說假話。二月份，北京是多次發(fā)生了較重的霧霾。雷宇先生給出一個(gè)概念性公式："大氣環(huán)境容量降低+排放量并無大幅減少=重霧霾天氣"。

雷宇先生說，2月13日和2月15日的短期環(huán)境容量能夠相差超過30倍。對(duì)于如此怵目驚心的數(shù)值，筆者不由得想：環(huán)境容量降低的時(shí)候，是自然本底環(huán)境容量就這么低，還是有人為活動(dòng)因素疊加后導(dǎo)致環(huán)境容量顯著降低？

如果人為活動(dòng)因素影響不大，可以排除，再好不過；如果人為活動(dòng)因素不能排除，我們是否就可以找到治霾的另外一條道路，減少人為活動(dòng)因素對(duì)環(huán)境容量降低的影響。這樣，我們就可以說，減排之外，治霾還有別的道路可走。

一、短期環(huán)境容量下降時(shí)，是否有人為活動(dòng)因素的影響呢？

雷宇先生提出，形成嚴(yán)重霧霾的不利氣象條件包括邊界層下降、靜風(fēng)和濕度升高三個(gè)方面。這三個(gè)方面，自然本底因素不必多考慮。人為活動(dòng)因素會(huì)不會(huì)產(chǎn)生影響呢？

在自然出現(xiàn)不利氣象條件的情況下，人為排放的水蒸氣和污染物，污染物包括水溶性離子（也包括可凝結(jié)顆粒物在內(nèi)），會(huì)在更低的大氣邊界層內(nèi)分布，難以有效擴(kuò)散。大氣中的一次、二次細(xì)顆粒物吸濕長(zhǎng)大，能在更低的大氣邊界層內(nèi)分布，新排放的水蒸氣更多在大氣邊界層內(nèi)分布，不能有效擴(kuò)散，會(huì)明顯提高大氣邊界層內(nèi)的相對(duì)濕度，促進(jìn)新排放的污染物繼續(xù)發(fā)生二次復(fù)合反應(yīng)，新生成細(xì)顆粒物。同時(shí)，霧霾天氣下，太陽輻照到地表的熱量下降，人們會(huì)有更多的能源需求，風(fēng)光新能源不起多大作用，更多依靠化石能源?；茉聪臅?huì)排放更多的水蒸氣和污染物，逆溫現(xiàn)象加劇和持續(xù)，大氣邊界層會(huì)更低，空氣密度變大，流動(dòng)性變差，能夠維持較高的相對(duì)濕度、細(xì)顆粒物濃度，維持較快的二次復(fù)合過程。這樣，就形成一種正反饋機(jī)制，直至達(dá)到一種相對(duì)平衡。

人為排放的水蒸氣、水溶性離子等，應(yīng)該能夠?qū)е露唐诃h(huán)境容量的顯著下降。

霧霾的擴(kuò)散，需要等風(fēng)，等較大的風(fēng)，就是等到自然帶來的較大的"環(huán)境容量"。

因此，應(yīng)當(dāng)難以排除人為活動(dòng)因素在環(huán)境容量降低方面的作用。如何衡量人為活動(dòng)因素對(duì)"環(huán)境容量"的影響，這是以往討論環(huán)境容量時(shí)沒有考慮過的，需要專家們用自己的專業(yè)能力去分析說明。

2月26日，夏青老師在《記住北京2020春節(jié)霧霾》一文中，指出雷宇先生關(guān)于"環(huán)境容量"解釋存在的三點(diǎn)缺失，并給出了今后的研究方向。筆者由衷地對(duì)夏青老師的實(shí)事求是精神點(diǎn)贊！

二、對(duì)長(zhǎng)期"環(huán)境容量"的分析，無法解釋常規(guī)污染物遠(yuǎn)低于歷史峰值之后的霧霾暴發(fā)

雷宇先生在分析環(huán)境容量時(shí)提出，京津冀及周邊地區(qū)2019年度的PM2.5平均濃度為57微克/立方米，這一地區(qū)污染物排放強(qiáng)度還是太大，高于大氣環(huán)境容量60%以上。雷宇先生在《基于全國城市PM2.5達(dá)標(biāo)約束的大氣環(huán)境容量模擬》一文中，模擬計(jì)算了31個(gè)省市區(qū)二氧化硫、二氧化氮、一次PM2.5及氨的最大允許排放量。

北京、天津、河北、河南、山東、山西6省市2017年（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)只顯示到2017年，之后的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)更低）的污染物合計(jì)排放量超環(huán)境容量情況為，二氧化硫超-13.5%；二氧化氮超56%；煙粉塵超74.5%。京津冀及周邊地區(qū)的二氧化氮、煙粉塵排放量仍超環(huán)境容量較多，污染物排放量存在結(jié)構(gòu)性超標(biāo)，需要細(xì)分污染物排放情況，進(jìn)行精細(xì)治理。單從2017年度污染物排放量占環(huán)境容量看，雷宇先生的結(jié)論顯然成立。

而按照雷宇先生分析方法的邏輯，細(xì)顆粒物超環(huán)境容量較多的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)發(fā)生在主要污染物排放峰值期間更合理。

全國2017年主要污染物排放量占峰值時(shí)期比例分別為，二氧化硫占2006年峰值時(shí)的35%；二氧化氮占2011峰值時(shí)的52%；煙粉塵占2000年峰值時(shí)的35%。

上述6省市2017年主要污染物排放量占峰值時(shí)期比例分別為，二氧化硫占峰值時(shí)的31.9%；二氧化氮占峰值時(shí)的52%；煙粉塵占峰值時(shí)（統(tǒng)計(jì)數(shù)6省市煙粉塵峰值多出現(xiàn)在2014年，2010年之前沒有數(shù)據(jù)，中國環(huán)境狀況公報(bào)公布的煙粉塵峰值出現(xiàn)在2000年，僅有全國數(shù)據(jù)）的37.4%。

霧霾最嚴(yán)重的2013年，上述6省市主要污染物排放量占峰值時(shí)期比例分別為，二氧化硫占峰值時(shí)的80.4%；二氧化氮占峰值時(shí)的91.8%；煙粉塵占峰值時(shí)的68.3%。

顯然，常規(guī)污染物排放量峰值多發(fā)生在2011年之前，常規(guī)污染物排放量和霧霾暴發(fā)間的相關(guān)性不太好。

我們的疑問是，在各項(xiàng)污染物排放量都已經(jīng)顯著低于歷史峰值的情況下，為什么是2013年前后，在全國大范圍暴發(fā)霧霾。到現(xiàn)在，人們對(duì)霧霾氣象的觀感也沒有回復(fù)到從前。

或許，還有這種可能。2013年之前，細(xì)顆粒物濃度缺乏系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，無法有效開展回顧性分析。污染物排放峰值時(shí)的細(xì)顆粒物濃度或許比2013年時(shí)還高很多（衛(wèi)星數(shù)據(jù)推算的結(jié)果確是如此）。

三、能夠向大氣中大量排放的物質(zhì)，對(duì)霧霾的影響都應(yīng)當(dāng)有效甄別

那么，是否也可以表明，除常規(guī)污染物之外，還有別的因素影響環(huán)境容量，雷宇先生在計(jì)算模型中尚未考慮。

化石能源的使用，是霧霾形成的最大來源，這是社會(huì)共識(shí)。化石能源使用中，向大氣排放的較大量的各種物質(zhì)，都可能是影響環(huán)境容量的因素。

經(jīng)煙囪向大氣中排放了包括常規(guī)污染物在內(nèi)的多種物質(zhì)，最為直觀，目前治理相對(duì)比較系統(tǒng)。而煙氣中除常規(guī)污染物外的其它成分中，水溶性離子（含可凝結(jié)顆粒物）、水蒸氣等對(duì)霧霾的影響還是有很大爭(zhēng)議，尚不能排除這些因素的影響。同樣的質(zhì)量濃度下，水溶性離子的粒徑要遠(yuǎn)小于煙粉塵粒徑值，即粒數(shù)濃度要高很多，水溶性離子的吸濕性能更強(qiáng)。

能夠進(jìn)入大氣的排放物中，還有別的排放途徑，且容易忽略。如，氨法脫硝中過量噴氨比較普遍，過量噴氨導(dǎo)致的氨排放不僅是氨逃逸的問題，更有大量的氨氣以銨鹽的形式，經(jīng)由粉煤灰、脫硫廢水等外排，并進(jìn)入大氣中；冷卻塔除了排放水蒸氣（水蒸氣不帶鹽）外，冷卻塔還排放有風(fēng)吹損失液態(tài)水，液態(tài)水?dāng)y帶循環(huán)水中的鹽。使用中水、海水的冷卻塔系統(tǒng)，循環(huán)水濃縮倍率高的冷卻塔系統(tǒng)，循環(huán)水的水溶性離子濃度非常高，風(fēng)吹損失霧滴攜帶的水溶性離子排放量都非常高。這部分水量、鹽量的影響不應(yīng)該忽視。

四、霧、霾、細(xì)顆粒濃度等概念的異同

關(guān)于霧霾的認(rèn)識(shí)，仍然要說一下標(biāo)準(zhǔn)和前提。2月24日的《"霧霾"？等下，想想再說》一文中有很詳盡的解釋。氣象學(xué)上的霧日和霾日是根據(jù)能見度、相對(duì)濕度等多項(xiàng)氣象指標(biāo)，并排除沙塵、雨、雪等氣象日之后確定的。而主管部門的依據(jù)只有一條，細(xì)顆粒物濃度。主管部門大多不談霧霾治理，強(qiáng)調(diào)細(xì)顆粒物濃度超標(biāo)治理問題。

普通公眾對(duì)于霧霾的觀感認(rèn)識(shí)，更多的是基于目視所見。2013年霧霾大規(guī)模暴發(fā)；經(jīng)過多年治理，有了顯著改善，但是，依然時(shí)常發(fā)生，沒有恢復(fù)到2013年之前的觀感。周勇在"今日頭條——周勇說"中，給出了山東省多年的霧霾天象的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，也支持公眾的這種認(rèn)識(shí)；對(duì)霧日、霾日的判斷，是以氣象部門的分類標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)的。

氣象部門和環(huán)保部門對(duì)霧霾認(rèn)識(shí)判斷的差異，也是公眾困惑的地方，普通公眾容易傻傻的分不清。究竟應(yīng)該以哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，來談"霧霾治理"呢？這個(gè)問題似乎不能和稀泥。

再次感謝雷宇先生對(duì)"環(huán)境容量"的解釋。就環(huán)境容量對(duì)霧霾的影響問題，希望大家能夠更深入討論下去，并從各種排入大氣的物質(zhì)對(duì)霧霾影響角度，更好分析霧霾成因。