治污与治霾是一回事吗？

　   又到重霾发生时

　　北方的冬季到来，公众关心的重霾天气又会出现，治污和治霾是否是一回事的争论又会开始。

　　2020年9月2日李克强总理主持召开国务院常务会议，听取大气重污染成因与治理攻关项目研究成果汇报，这是“大气重污染成因与治理攻关”总理基金项目设立以来，攻关组正式向国务院汇报攻关成果。近年来，大气污染防治取得积极成效。针对京津冀及周边地区秋冬季大气重污染问题，有关部门组织专家集中开展大气重污染成因与治理攻关项目研究，为推进科学治理提供重要支撑。会议听取了相关情况汇报。代表我国大气治理主流声音的行动计划是：持续实施大气污染防治行动，突出抓好工业污染整治、散煤清洁替代和柴油车污染防治，加强农牧业生产中的氨排放治理。针对当前臭氧污染逐渐凸显的情况，进一步深入开展区域大气污染治理科研攻关，促进细颗粒物（PM2.5）和臭氧协同治理。加强重点地区联防联控。促进区域内能源、产业、交通运输等结构调整。加强煤炭清洁利用。加快钢铁、焦化、石化、建材等产业转型升级。大幅提高大宗货物集疏港铁路运输、城市配送领域新能源货车使用比例。同时，发展壮大节能环保产业和循环经济。加快提高环保技术装备、新型节能产品和节能减排专业化服务水平，加强国际合作，培育经济新增长点，推动实现生态环保与经济增长双赢。

　　国家大气污染防治攻关联合中心副主任、中国工程院院士贺克斌近日对第一财经记者表示，经过持续3年的不懈努力，总理基金项目“大气重污染成因与治理攻关”已取得重大成果，基本弄清了京津冀及周边地区秋冬季以PM2.5为特征的大气重污染成因。

　　大气重污染成因与治理攻关项目研究，立项时曾强调治理雾霾，李克强总理也曾表态：如果有科研团队能够把雾霾形成机理和危害性真正研究透，提出更有效的应对良策，“谁攻克，重奖谁”。

　　因此有关治霾的非主流声音不断发表，一个普通的热工工程师侯丙林提出导致雾霾的“水汽说”，指出水蒸汽和污染物颗粒是雾霾的两个原因。同时指出，水蒸汽是产生雾霾的决定性因素。雾霾产生的外因是大自然环境因素，例如：地形、风向风力、逆温、阴雨、阳光以及空气温度等。水蒸汽分子和微尘结合的可见胶状悬浮物叫霾。用一句简单通俗的话说，雾霾就是被微尘颗粒污染了的水蒸汽气溶胶。水蒸汽是雾霾的基质和土壤，是形成雾霾的决定因素，就好比水是溶液的溶剂一样。空气相对湿度50%是雾霾产生的临界线。当空气相对湿度低于50%，空气中污染物即使爆表也不会发生雾霾，只是会形成黑烟和扬尘。产生雾霾的两个内因必须同时存在才能形成雾霾，缺少其中任意一个都无法形成雾霾。

　　主流和非主流说法有不同的偏向，主流说法偏于大气污染治理，非主流说法则偏重于气候因素加人类活动，怎样回答李克强总理关心的“中国北方雾霾的成因及应对”问题，急需进一步综合分析。

　　有关水蒸汽是产生雾霾的决定性因素，中科院地球环境研究所和南京大学/路易斯州立大学安芷生院士、曹军骥研究员、鲍惠铭教授、邢萌副研究员等研究人员认为，可以通过对大气水汽氢氧同位素长期的、高分辨率的观测来确定。他们通过在西安市收集的3个采暖季的大气水汽同位素组成及相关大气化学观测数据，并结合WRF-Chem模型，分离出了关中地区冬季雾霾过程中，化石燃烧源水汽在大气水汽中的占比及其对于大气PM2.5浓度的贡献。

　　西安交大相关研究显示，燃煤烟气排放的超细颗粒物能够在类似华北平原、关中平原这类特殊地形区域长时间逗留，等待适合的气象条件形成能看得见的雾霾。

　　国际中国环境基金会会长何平则就大气污染深度治理问题提出：氨排放长期被忽视；有色烟羽没有得到有效治理；工业水汽/废热排放没有得到关注；非电行业超低排放指标不严谨，成本效益比低；应与重视。

　　特别是“水汽说”的提出者特别强调科学、精准治理雾霾的措施是“因地制宜”，我国湿度大的南方地区只有治理污染物排放一条路；干燥的北方地区治理水蒸汽排放比治理污染排放更加有效。

　　以上专家的见解，可以让我们回首几年前霾与气象灾害的争论，北京大学法学院教授姜明安曾提出：治霾必须从大气和污染两个方面治，忽视其中任何一个方面，霾都是治不了的。至于气象灾害的天然因素与人为因素，绝大多数气象灾害都是有人为因素的，只是程度不同。例如沙尘暴，甚至暴雨、干旱，都有人为因素，如果因为有人为因素，就都将之排除出气象灾害的范畴，不从“天”的角度加以预防治理，那对灾害的防治将会非常不利。

　　已经发生的事实，也让我们更加懂得郝吉明院士为什么提出“治霾 我国必须建设综合性国家智库”，强调大气的数据包括三个方面，第一是环境质量数据，第二就是污染源的数据，第三是气象数据。我们的数据库要包括这三种大数据。然后，逐步明确我们环境质量状况是如何改善的，污染源质量控制做得怎么样，气象对环境的影响有何规律，区域之间如何互相影响，这些都要通过分析平台的数据来发现。我们用数据来看现象，再通过分析现象寻找规律，发现规律才能指导行动。科学治霾就是这样的，并不是看见现象就行动，而是根据现象分析规律，然后再行动。

　　作为环境工作者，应该放弃北京雾霾是因为污染物排放超过环境容量50%的说法。这种说法对于传统大气污染物如SO2、NOx、PM2.5是适用的。因为这些污染物只要给定环境标准，确定排污情景和污染物迁移转化条件，就可以针对某一大气环境单元计算所能容纳的污染物最大数量，并将其拟作环境容量。环境决策通常使用的是小于环境容量的最大允许纳污能力或数值更小的最大允许排污量。但是对于雾霾，如果承认仅为常规污染物是雾霾之源，则可沿用常规环境容量概念。如果认识到雾霾的产生，确实与空气湿度、混入颗粒物杂质的气溶胶有关，则控制雾霾的环境容量计算就必须针对50%空气湿度这一临界点，以及空气中各类颗粒物混入气溶胶的条件进行概化，有针对性的计算控制雾霾发生的常规污染物环境容量和空气湿度冬季人为排放允许值。必须强调，控制指标不同，环境容量计算方法和控制途经也不同。治霾和治污的差别首先就体现在对环境容量的理解上。

　　针对十四五大气治理的政策导向，何平教授还提出了七点建议：1）研究氨排放对空气质量的影响，尽快制定有效管控措施与政策，2） 制定有色烟羽管控政策，3）加大回收工业排放的水汽和余热的力度，4）重新论证非电行业超低排放技术政策，5）鼓励企业就地治理，避免近距离无效搬迁，6）依法立法，严防利益输送，7）组织创新技术示范。值得抉择的是，由于重霾天气属于小概率事件，包含气象灾害因素，是否把一年365天中少数重霾天气列为大气污染防治内容？是必须讲成本的。必须考虑延续十三五的治污方略是否能确保治霾成功。

　　如果能把少数重霾天气归入气象灾害，十四五以治理大气污染为重点，在京津冀、长三角、汾渭平原三大重点区域的基础上，加强对东北地区、蒙宁陕晋交界地区、苏皖鲁豫交界地区等区域的关注，将夏季作为臭氧重点管控时段，突出精准、科学、依法治污，有效降低夏季臭氧污染影响。同时，推动京津冀及周边地区“2+26”城市平原地区农村完成煤改清洁能源、钢铁企业超低排放和大宗货物运输企业铁路专用线建设等三大工程，既推动空气质量改善，又有利于拉动经济增长。

　　如果考虑到新的“治霾说”，有可采取之处，估算保持空气湿度在50%以下的湿气减排费用，只要技术经济可行，则可以选验证区域，实行评估。因为治霾需要跨界合作，需要创新，真正落实“创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑”。

　　大气重污染成因与治理攻关项目研究，立项时曾强调治理雾霾，李克强总理也曾表态：如果有科研团队能够把雾霾形成机理和危害性真正研究透，提出更有效的应对良策，“谁攻克，重奖谁”。

　　2020年9月2日主持召开国务院常务会议，听取大气重污染成因与治理攻关项目研究成果汇报，这是“大气重污染成因与治理攻关”总理基金项目设立以来，攻关组正式向国务院汇报攻关成果。

　　2017年3月，李克强参加全国人大陕西代表团讨论时，中科院院士周卫健向总理建议，集中多学科科学家攻克“中国北方雾霾的成因及应对”。

　　两会闭幕后两天，李克强就在部署落实《政府工作报告》工作时加入一项新任务：设立专项资金，组织相关学科优秀科学家，集中攻关雾霾形成机理与治理。

　　“今年财政预算已经做完了，那我们就从总理预备费中出这个钱！”同年4月26日，在国务院常务会议上，李克强说，“我们常说钱要花到刀刃上，这件事就是广大人民群众最急切盼望解决的事之一，该花多少钱就花多少钱！”

　　近年来，大气污染防治取得积极成效。针对京津冀及周边地区秋冬季大气重污染问题，有关部门组织专家集中开展大气重污染成因与治理攻关项目研究，为推进科学治理提供重要支撑。会议听取了相关情况汇报。至此，关于重污染与重霾治理有两种声音：

　　第一种可称为主流声音：持续实施大气污染防治行动，突出抓好工业污染整治、散煤清洁替代和柴油车污染防治，加强农牧业生产中的氨排放治理。针对当前臭氧污染逐渐凸显的情况，进一步深入开展区域大气污染治理科研攻关，促进细颗粒物（PM2.5）和臭氧协同治理。加强重点地区联防联控。促进区域内能源、产业、交通运输等结构调整。加强煤炭清洁利用。加快钢铁、焦化、石化、建材等产业转型升级。大幅提高大宗货物集疏港铁路运输、城市配送领域新能源货车使用比例。同时，发展壮大节能环保产业和循环经济。加快提高环保技术装备、新型节能产品和节能减排专业化服务水平，加强国际合作，培育经济新增长点，推动实现生态环保与经济增长双赢。

　　国家大气污染防治攻关联合中心副主任、中国工程院院士贺克斌近日对第一财经记者表示，经过持续3年的不懈努力，总理基金项目“大气重污染成因与治理攻关”已取得重大成果，基本弄清了京津冀及周边地区秋冬季以PM2.5为特征的大气重污染成因。

　　引自北极星大气网2020/9/7  作者:章轲

　　第二种可称为非主流声音，一个普通的热工工程师侯丙林首次提出导致雾霾发生的两个内因：水蒸汽和污染物颗粒。同时指出，水蒸汽是产生雾霾的决定性因素。雾霾产生的外因是大自然环境因素，例如：地形、风向风力、逆温、阴雨、阳光以及空气温度等。水蒸汽分子和微尘结合的可见胶状悬浮物叫霾。用一句简单通俗的话说，雾霾就是被微尘颗粒污染了的水蒸汽气溶胶。水蒸汽是雾霾的基质和土壤，是形成雾霾的决定因素，就好比水是溶液的溶剂一样。空气相对湿度50%是雾霾产生的临界线。当空气相对湿度低于50%，空气中污染物即使爆表也不会发生雾霾，只是会形成黑烟和扬尘。

　　产生雾霾的两个内因必须同时存在才能形成雾霾，缺少其中任意一个都无法形成雾霾。

　　雾霾的形成类同于雾和云，雾霾也是水蒸汽气溶胶，只是可见的颗粒不是小水滴，而是水分子和微尘颗粒结合的雾霾颗粒。

　　引自2016年3月，中国《工业炉》杂志2016第2期头版，发表侯丙林撰写的《雾霾的产生与治理》。

　　两种说法有不同的偏向，主流说法偏于大气污染治理，非主流说法则偏重于气候因素加人类活动，怎样回答李克强总理关心的“中国北方雾霾的成因及应对”问题，急需进一步综合分析，可喜的是有关“加强农牧业生产中的氨排放治理”在这次大气重污染成因与治理攻关项目研究成果汇报会上予以强调。

　　1、雾霾水汽说的间接验证

　　12月22日，中科院地球环境研究所微信公众号刊出一篇文章，题目是《地球环境研究所揭示化石燃烧源水汽对于关中地区冬季雾霾贡献》。作者应用大气水汽同位素组成及相关大气化学观测数据，结合WRF-Chem模型，分离出了关中地区冬季雾霾过程中，化石燃烧源水汽在大气水汽中的占比及其对于大气PM2.5浓度的贡献，对化石燃烧源水汽对于关中地区冬季雾霾贡献给出了定量分析。

　　长期以来，人们从感官上觉得，水汽作为颗粒物湿增长的重要媒介，其含量的升高会加速NOx、SO2等一次污染物的液相氧化反应，促进新粒子的生成，导致雾霾事件进一步恶化。侯丙林、李崇兴等专家，从热工学、统计学的角度，运用大量数据、图表等对人类在燃烧天然气、石油、煤等化石燃料时向大气中输送水汽 （即化石燃烧源水汽）进行了定性的研究。然而，在大气化学领域，对于化石燃烧源水汽在大气颗粒物液相氧化中的贡献无法定量描述。

　　中科院地球环境研究所和南京大学/路易斯州立大学安芷生院士、曹军骥研究员、鲍惠铭教授、邢萌副研究员等研究人员认为，可以通过对大气水汽氢氧同位素长期的、高分辨率的观测来确定。他们通过在西安市收集的3个采暖季的大气水汽同位素组成及相关大气化学观测数据，并结合WRF-Chem模型，分离出了关中地区冬季雾霾过程中，化石燃烧源水汽在大气水汽中的占比及其对于大气PM2.5浓度的贡献。

　　专家们认为，化石燃烧源水汽占比虽小，但不可忽视， 尤其是在重霾的时候。研究人员首先分析了西安市主要化石燃料煤、汽油、天然气燃烧过程中产生的水汽同位素组成，确定了西安市化石燃烧源水汽同位素端元值，并综合西安市3个采暖季高分辨率的大气水汽氢氧同位素观测数据，定量计算了化石燃烧源水汽对于大气水汽贡献。在此基础上利用WRF-Chem模型，选取一次典型重霾天气污染过程，结合大气水汽同位素结果计算得到的燃烧源水汽在大气水汽中的占比，定量评估了燃烧源水汽对于大气PM2.5浓度的贡献。

　　模拟结果表明，化石燃烧源水汽对于关中地区大气总PM2.5平均贡献为2.8%，最高为8%；而对人为贡献的PM2.5的占比平均为5.1%，最高为18.2%。 

　　进一步对化石燃料燃烧的研究表明：产生同样热量前提下，燃烧天然气生成的水汽质量是烧煤生成水汽的近3倍。考虑到化石燃烧源水汽对于冬季霾污染中大气PM2.5浓度增长难以忽略，因此大范围煤改气工程时应考虑化石燃烧源水汽排放增加的负面影响。在条件成熟时，未来仍需考虑电能或清洁能源的使用。

　　该研究近日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。论文第一作者为中科院地环所邢萌副研究员，安芷生院士、曹军骥研究员、鲍惠铭教授为论文的通讯作者。该研究受到了中科院B类战略先导专项、大气重污染成因与治理攻关项目、国家大气研究计划等项目的资助。

　　（本段内容源自：微信公众号“武安君” 文章：“重磅｜中科院地环所安芷生院士等专家揭示化石燃烧源水汽对于冬季雾霾贡献规律，侯丙林等直言找到了知音！”）

　　2、关心非常规污染物和水汽排放

　　西安交大相关研究显示，燃煤烟气排放的超细颗粒物能够在类似华北平原、关中平原这类特殊地形区域长时间逗留，等待适合的气象条件形成能看得见的雾霾。

　　在面积很大，地形特殊的区域，能够形成自身独特的大气场，则燃煤烟气形成的超细颗粒物在没有较大的风或雨，尤其是相对静稳气象条件下，这些看不见的超细颗粒物能够累积几天、十几天甚至几十天。这些相同大气场下面的城市的超细颗粒物能够混合在一起，不断累积。初期PM2.5数浓度很高，但质量浓度很低，直到湿度较大的静稳天气到来后，迅速凝聚成较大粒径，这时明显能够看出是霾，且PM2.5质量浓度迅速升高。

　　同处一个大气场下的城市，超细颗粒物不断的被大气流动搅匀且不沉降，哪个地方最早形成有利于雾霾形成的气象条件，哪里就最先开始发生雾霾。气象条件具备形成雾霾的基础后，平时在大气中看不见的不断积累的超细颗粒物，能够在大片区域迅速形成。这种不断累积性容易被人忽视，看到各种烟囱冒出去的白烟不多，有的行业专家还说那是干净的水汽。去一些边远地区的钢铁厂参观，滚滚白烟，十分壮观，如果这里面有很少量的污染物，就能够累积成很重的污染。但是，这些污染物的数量和成分的复杂性远远大于电厂。

　　通常在北方多雨季节，超细颗粒物得以通过湿沉降方式有效清除。而这些区域在低温季节，有效降雨很少，超细颗粒物难以通过湿沉降方式清除，在大气中容易产生积聚。这些区域如果积聚存在大量的人为水蒸气排放，原本非常干燥的大气，更容易形成超细颗粒物转化为雾霾的气象条件。

　　北京这个周边有较大面积的禁煤区，污染程度平均处于山东半岛的烟台和青岛之间。平时没有雾霾时，周边的超细颗粒物也会被风吹到北京上空，再复合北京自身的污染物，遇到适合的气象条件同样形成雾霾，但雾霾或空气污染程度比周边没有禁煤的类似区域好得多，因为北京南面有一百多公里的禁煤区，另外三面是山，污染小。

　　北方低温季节原本非常干燥。人为排放水蒸气量少的情况下，北方地区冬季温度低，降水量很少，地表土含墒量很低，水蒸发量显著低于其它季节，绝对湿度、相对湿度都比较低。低温季节水蒸气不受限制排放，提高大气相对湿度，对雾霾生成的作用应当引起足够重视。

　　引自周勇《雾霾暴发并持续多年的根本原因是燃煤烟气治理缺陷》

　　3、大气污染深度治理问题

　　1）氨排放长期被忽视

　　氨气是大气中唯一的高浓度碱性气体, 是大气中气态污染物转变成固态污染物的重要推手。然而，氨排放长期被忽视，即使在水污染治理时，人们发现湖水中 1/3的氨是空气中来，也被认为是自然现象。近年来，由于超低排放的实施，工业氨排放显著增加。

　　目前的主流烟气脱硝技术 SCR 法主要用氨作为还原剂，为了达到超低排放指标，过量喷氨现象十分普遍，未参与还原反应氨气量占喷氨量的 1/4-1/3，这些氨气形成铵盐等氨氮物, 通过粉煤灰、脱硫废水、雾滴等被携带排出烟道, 形成氨气排至大气。专家估算，按 2017年电厂的氨使用量计算，这部分排放的氨气量约为137-218万吨。超低排放在非电行业实施以来，氨排放有过之而无不及。非电行业工业窑炉烟气量波动大，难以精准喷氨，为了满足达标，只能采取长期维持过剩喷氨的运行方式。另外非电行业烟气含氧量高、三氧化硫浓度高和粉尘碱金属浓度高，造成催化剂表面中毒现象频发，催化剂效率衰减，企业只能通过大量过剩喷氨来维持相应的脱硝效率。

　　不少学者已经发现，在雾霾爆发过程中，铵盐占比瞬间升高，个别城市甚至升高到60%。而且从分析来看，该部分铵盐主要来自于城市周边工业，主要是脱硝氨排放造成的。因此，氨排放实际上已经抵消了脱硝的环保效果。由于氨(包括氨气和铵盐)没有作为大气污染物控制性指标，所以目前氨排放没有得到监管和治理。

　　2）有色烟羽没有得到有效治理

　　有色烟羽问题主要是湿法脱硫和脱硝技术上的后遗症。由于技术的缺陷，有色烟羽含有大量水汽和可凝结颗粒物CPM，非电行业更为甚之。

　　目前颗粒物超低排放标准只包含可过滤颗粒物，而没有包括CPM。CPM的特点是，粒径小（PM1.0以下，亚微米级）、很难沉降、消光性强，能吸湿增长，是形成雾霾气溶胶的核心。

　　根据整理出北京，上海17个超低排放机组的测试结果，CPM的平均值是 13.93 毫克/立方米，超过了超低排放颗粒物标准10 毫克/立方米。也就是说，如果把 CPM 值加上，我们目前的超低排放机组都不达标！更为严重的是，CPM 质量轻，每立方厘米粒数一般以千万计算，同样质量的CPM，其粒数远超过可过滤颗粒物，而且长时间的漂浮在空中，对雾霾的形成起到了晶核作用，其影响远超过可过滤颗粒物。从各地超低排放之后，空气质量没有明显改善的结果来看，有色烟羽的治理已经势在必行。

　　3）工业水汽/废热排放没有得到关注

　　大范围的重度雾霾一般在高湿，静稳和逆温的天气发生。因此，要控制雾霾，我们一方面要限制污染物的排放，另一方面，要减少高湿，静稳和逆温天气的影响。

　　近些年，工业水汽排放增长很多。根据估算，全国电厂每年经过烟囱和冷却塔排出的水汽量约为 94 亿吨，加上其它工业行业和供暖的天然气燃烧，总的工业水汽排放约在200-300亿吨之间，这些水汽同时还夹带废热。相对于自然蒸发量，这些工业排放水绝对量不大，但在冬季低温季节，如0摄氏度条件下，1克/立方米的水蒸汽含量就会导致大气相对湿度升高20%。因此工业水汽排放在冬季对北方干燥地区的相对湿度是有影响的，因而对雾霾的影响是直接的，因为只要相对湿度达到 95%，细颗粒物能增长6-16倍，远远超过一次排放。

　　另外，工业水汽中还夹带大量细颗粒物。目前为了节约用水，不少电厂冷却塔使用中水作为补充水，不断的循环，使水汽中的含盐量大幅上升，据专家估算，一个百万千瓦机组的冷却塔每小时可排 200-400公斤的溶解性颗粒物到空中，是同样机组烟气总颗粒物TPM排放浓度的 4-8倍！目前除了发改委的一些政策，以及部分企业的自发的余热回收和节水项目外，环保部门基本没有介入，但这些水汽和余热通过影响局部地区的气象条件，影响雾霾的轻重程度。

　　4）非电行业超低排放指标不严谨，成本效益比低

　　超低排放标准首先在电力系统实施，在减少二氧化硫、粉尘和氮氧化物三项常规污染物上，尤其是在遏制煤电领域石膏雨的问题上，取得显著的效果，同时也付出巨大的代价。在超低排放要求扩大到非电行业过程中，延续了三项污染物的指标，但非电行业工况要复杂得多，简单抄袭煤电领域的技术路线，在非电领域有很多行不通的地方。

　　比如，钢铁行业采用SCR脱硝的问题，由于没有现成的温度窗口，必须要把烟气温度再热之后进行脱硝。这就造成钢铁行业氮氧化物治理远比煤电行业的难度更大、成本更高。另外，换热系统和催化剂系统堵塞问题成了目前钢铁行业超低排放卡脖子问题。较早实施SCR脱硝的烧结机和球团项目频繁堵塞，一旦堵塞，主抽风机只能在50%负荷条件下运行，整体机组要减产30%以上。因此，为实现超低排放所付出的成本远比直接环保投入更高，而且没有任何减免和补贴，一些企业不堪重负。同时，如前所述，非电行业超低脱硝过程中的氨排放也比电力系统严重。

　　引自何平国际中国环境基金会《“十四五”大气污染深度治理的问题与建议》。

　　1、四个基本概念

　　首先弄清四个基本概念：什么是霾？什么是雾？什么是雾霾？什么是气溶胶？

　　重点讲一讲气溶胶。这里讲的不是书本上和实验室里的气溶胶，是充满一个大面积区域的气溶胶。气溶胶必须具备三个条件：第一、必须是气体；第二、气体分子之间必须有吸引力，能够形成胶状气团（像云朵和雾团）；第三、必须有一定的量。

　　谁才能够形成气溶胶呢？固体、粉尘不是气体，不能算气溶胶；空气里的氧气和氮气量够，但不是气溶胶；水蒸气是最有资格形成气溶胶的气体。因为水分子之间有引力，液态水形成张力可以流动，气态水形成内聚力可以在空气中成团漂浮（例如，云和雾）。但是，量不够同样不能形成气溶胶。如果空气湿度低于50%，水蒸汽数量不够，水分子之间距离较大，水分子之间的吸引力不足以形成内聚力，仍然不是气溶胶。只有空气湿度达到50%以上时，水蒸汽浓度增大，水分子之间距离变小，水分子之间的吸引力才能形成内聚力，才能在空气中形成水蒸汽气溶胶。雾霾是混入颗粒物杂质的气溶胶，所以说，只有弄清楚了什么是“气溶胶”，才能弄清雾霾的组成。

　　下面谈谈雾和雾霾的区别。它们的共同点是，雾和雾霾都是水蒸汽气溶胶。雾是水蒸汽气溶胶，大家没有异议。但是，到目前为止雾霾是水蒸汽气溶胶的说法并不被传统雾霾理论承认。

　　我打一个比喻，当你来到一个海港，看到海面上停满大大小小的轮船，你能说大海是由轮船组成的吗？不能。谁都知道海水才是大海的主体。同样，当你看到漂浮在雾霾气溶胶中的雾霾颗粒，你能说水蒸汽不是雾霾的基质和主体吗？

　　雾和雾霾的第一个区别是水蒸汽的量不同。雾是饱和水蒸汽气溶胶；雾霾是不饱和水蒸汽气溶胶。

　　第二个区别是漂浮在水蒸汽气溶胶中的颗粒物不同。雾中漂浮的是纯净的小水滴；雾霾中漂浮的是被水蒸气泡胀了的污染物颗粒。

　　第三个区别是看是否有边界。雾有边界；雾霾没有边界。因为杂质破坏了水分子之间的吸引力，内聚力减弱，雾霾在空气中只能以弥漫状态存在，没有明显的边界，只有过度层（上下）或水平过度段。

　　2、两种雾霾理论

　　传统理论认为雾霾纯粹由各种污染物颗粒组成。（简称“颗粒说”雾霾理论）

　　新理论认为雾霾是由水蒸气和颗粒物共同组成的，水蒸气是雾霾气溶胶的基质和溶剂，是雾霾发生的决定因素，污染物颗粒是决定雾霾轻重程度的必要因素。(简称“水汽说”雾霾理论)

　　传统“颗粒说”雾霾理论，只治理污染物排放，不治理水蒸汽排放。例如，2010年之后在工业比较集中的华北地区大力推广湿法脱硫和煤改气。忽视水蒸汽是发生雾霾的决定因素。

　　为什么“颗粒说”传统理论忽视水蒸汽是雾霾形成的决定因素呢？这要从上世纪五十年代说起。严重污染造成严重雾霾的英国伦敦和美国洛杉矶的光化学烟雾，分别在几天之内死了数千人，引起社会震惊和科学家的极大关注。科学家看到的是滚滚黑烟中的污染物颗粒和光化学烟雾中刺鼻的有机气体，忽视了常年亲密接触的看不见摸不着的水蒸汽这个隐性因素。由于最早发生雾霾的都是湿度大的海滨或沿海城市，我国2005年最早发生雾霾的广州市也是临海城市。

　　3、南北方分类施策

　　为什么2010年之前我国的北方地区很少发生雾霾？这是因为北方地区是大陆性气候，终年少雨干燥，空气湿度很低，不能形成水蒸汽气溶胶，污染物颗粒只能形成黑烟（烟霾）和尘霾，可以水平和垂直自由扩散。

　　为什么2010年后，我国北方地区污染减少反而雾霾频发呢？

　　这就是我说的“颗粒说”传统理论的治理措施“水土不服”。湿法脱硫，煤改气……等西方治理措施拿到中国南方特别有效，照搬到干燥的北方来就不管用。为什么？因为这些治理措施次生了大量水蒸汽，改变了我国北方地区干燥的原生态。仅湿法脱硫一项全国每年排放30亿吨水蒸汽。北京市2018年全年耗天然气180亿m³，采暖季平均每天使用1.1亿m³天然气，高峰期每天1.3亿m³。每燃烧1m³天然气产生的1.577公斤水蒸气。1.1亿m³天然气，每昼夜排放17.347万吨水蒸汽。北京市六环以内面积是2267平方公里，高度分别按100米、200米、300米计算容积空间，我制作了下表来找出水蒸汽排放对北京地区气候的影响。（按0℃时空气饱和湿度的绝对含水量4.8g/m³计算）

　　如果我们将北京周围热电厂凉水塔和脱硫塔等其它人为排放的水蒸汽全部回收，就能使环境湿度降到35%以下，即使气温从0℃降到-5℃也不会发生雾霾。

　　为什么疫情期间仍发生连续性雾霾？就是因为疫情期间正赶上冬季，虽然污染减少了，可水蒸汽排放一点也没有减少，遇到不利扩散的天气条件，污染就会积累发生轻到重度雾霾。

　　传统雾霾理论指导下北方地区雾霾久治不愈。

　　请看从我五年记录的北京地区数据中摘出2016年、2017年、2020年三年，每年8、9、10、11月4个月的空气质量和雾霾发生天数做成表格进行对比。（见下表）  

　　从对比表中可以看出，污染减轻了，雾霾天数减少了。2017年比2016年同期环比雾霾减少了22.2%，但是2017年到2020年三年雾霾只减少了31.3%。充分说明，虽然污染排放措施几乎做到了极限（低指标、错峰、限产、停产、搬迁……），雾霾并没有消除。

　　4、反思传统雾霾理论

　　不但中国十年治理污染没有消除北方地区的雾霾，西方治理了70年污染也仍然没有消除雾霾。请看2017-01-23 Liverange 英国大家谈发表一篇“罕见重度雾霾突袭全欧！英法沦陷！污染将持续至周四”

　　以上事实不得不引起我们反思，传统雾霾理论是否完全正确？传统治理污染排放的措施是否精准、有效？雾霾的源头究竟在哪里？

　　“水汽说”雾霾新理论怎样解释“雾霾形成的机理”？

　　2017年在政府工作报告讨论会上，李克强总理跟西安周卫健院士谈话时指出：“要坚持打好蓝天保卫战，加强对雾霾形成机理的研究，提高应对的科学性、精准性”。

　　信奉传统“颗粒说”雾霾理论的科学家论动员2000多名科技工作者，花巨资毫时三年没有回答出总理的世纪之问，只是总结出雾霾依然发生的原因是“污染超出容量50%”。

　　“水汽说”雾霾新理论首先提出，雾霾由水蒸汽和污染物颗粒共同组成，水蒸汽气溶胶是雾霾的基质和溶剂，是雾霾发生的前提条件和决定因素，空气湿度50%是发生雾霾的临界线。（在我5年1800天的大数据中没有一天例外）

　　雾霾的形成机理：当空气相对湿度超过50%，水蒸汽在空气中形成水蒸汽气溶胶，水分子包围、俘获、浸润、胀大污染物颗粒变为雾霾颗粒，雾霾颗粒的增多就形成轻重程度不同的雾霾。

　　雾霾的消散过程是，当空气相对湿度下降到50%以下，空气中的水蒸汽气溶胶消退，雾霾颗粒中的水分蒸发后瘦身并重新变回不可见的污染物颗粒，空气中不存在影响视线的大颗粒物，雾霾消失。

　　5、精准治霾措施

　　科学、精准治理雾霾的措施是“因地制宜”，我国湿度大的南方地区只有治理污染物排放一条路；干燥的北方地区治理水蒸汽排放比治理污染排放更加有效。

　　人为排放的水蒸气有哪些？

　　第一、烟囱排放的水蒸汽，特别是烧天然气的烟囱。第二、湿法脱硫。第三、钢铁厂的钢渣淬化、铁渣淬化。第四、钢铁厂、化工厂、热电厂、水泥厂的晾水池和空冷塔、凉水塔。第五、街道洒水车、喷水车、喷雾车。

　　人为排放的水蒸汽可以回收吗？有哪些成功的经验？

　　人为排放的水蒸汽完全可以回收。参加本次会议的刘晨专家就使用吸收式热泵回收多家热电厂冷却水余热，使用喷淋技术回收烟气中水蒸汽的冷凝热。李崇兴专家就成功的使用空气源热泵技术实现了锅炉烟囱水蒸汽的全回收。我本人参加的包钢6号高炉淬渣蒸汽和高温冲渣水余热回收以及钢渣焖渣坑散蒸汽的回收工程都已经成功运行多年。

　　水蒸汽回收有哪些综合效益？

　　第一、消除雾霾。形成雾霾的决定因素抽掉了，雾霾自然就没有了。

　　第二、减少温室效应。

　　第三、余热利用。（我曾经测算过500万吨的钢铁厂，它回收的水蒸汽余热和循环冷却水余热完全够一个县级市供暖、供热。效益显著，回收期不超过5年。）

　　第四、冷凝水利用，节约大量的水资源。

　　第五、回收水蒸汽冷凝热是100%的减碳措施，余热利用是零碳零排放。

　　引自中国绿发会12月3日公众号，《侯丙林：雾霾由水蒸气和颗粒物共同组成 | 大气污染精准治理对策第二次座谈会记要》

　　1. 政策导向

　　1）研究氨排放对空气质量的影响，尽快制定有效管控措施与政策

　　建议进一步深入研究城市周边工业氨排放对城市空气质量的影响，考虑把大气中氨（氨盐）含量纳入控制性指标。对于现在已经出现的只顾氮氧化物减排、不管氨逃逸的现象要及时制止，比如禁止脱硝系统置于烟气治理末端。

　　2） 制定有色烟羽管控政策

　　尽快制定有色烟羽管控政策，把可凝结颗粒物纳入颗粒物超低排放标准，同时加强对可凝结颗粒物监测与治理技术开发。

　　3）加大回收工业排放的水汽和余热的力度

　　工业排放的水汽里大部分含有余热。发改委 2015年就发布《余热暖民工程实施方案》鼓励回收烟气余热，并在多个区县开展试点，目前余热回收利用技术已完全成熟，应该通过发改委加大回收烟气余热和水汽的力度，使企业达到节能节水，降霾，减碳和增收的多重效益。

　　4）重新论证非电行业超低排放技术政策

　　需要重新论证非电行业是否应该采用超低排放指标，是否一定需要把最终烟气的排放指标对标到燃气标准，个别指标，比如氮氧化物指标是否合理。如果追求过高脱硝效率时，氨排放会抵消氮氧化物减排效果，那么应该考虑氮氧化物指标的调整。

　　5）鼓励企业就地治理，避免近距离无效搬迁

　　应该把企业搬迁明确为征收拆迁，给予因环保问题需要搬迁的企业合法的权益保护。鼓励企业就地提升改造，实现污染排放降低，或者鼓励一些大型钢铁、电力和化工企业承担城市污水治理、供热和固废处理等功能，实现更深层次的碳污共减、产城融合。

　　6）依法立法，严防利益输送

　　从立法主体和立法程序上，必须严格遵循依法立法的原则。严肃立法纪律，严禁搞利益输送，对于通过征求意见稿或者管理文件制定或者推荐技术的行为要予以严惩。

　　7）组织创新技术示范

　　目前有不少烟气治理的创新技术，基本解决了现行技术的局限性，但由于各种原因，没有得到推广，政府可广泛征求创新方案，在工业行业或局部试点地区组织技术示范，找到一批最佳可实用技术，不但能解决传统污染物的问题，也能解决非传统污染物（如氨和可凝结颗粒物）的问题，同时兼顾烟气减量，碳污共减（如烟气循环，余热/水汽回收）。

　　引自何平国际中国环境基金会《“十四五”大气污染深度治理的问题与建议》。

　　2、分期重点

　　1）近期：采用低成本的技术改造，弥补现有燃气治理设施的技术缺陷

　　在目前的湿法脱硫和氨法脱硝基础上，采取一些对症下药的补救措施，能够在付出成本较小情况下，大幅度改善空气质量。专家认为，从传质学的基本原理，纳米级的细颗粒可利用蒸发、冷凝进行清除。由此，可通过冷凝环节的泳移、吸附效应，去除可凝结颗粒物和水溶性盐，同时节能节水。但由于导致雾霾大暴发的技术缺陷没有根本改变，难以消除导致雾霾大暴发的根本原因造成的严重后果。

　　2）中期：现有存在技术缺陷的燃煤治理设施在适当使用周期后强制淘汰，采用技术更大进步后的新型烟气治理技术或改为绿色电力

　　采用已经有较大技术进步和一定市场占有率的新型脱硫脱硝技术等，能够较为彻底的消除燃煤烟气治理技术缺陷，大幅度改善空气质量，实现真正的煤炭清洁利用。

　　在湿法脱硫和氨法脱硝等基本上覆盖大部分烟气治理项目情况下，全部改为新型脱硫技术，将会造成对数量巨大且已经在短期内折腾过几次的企业的更大规模的彻底地折腾，成本极高。

　　面临将来去煤化的大趋势下，在现有有缺陷的烟气治理设施一定使用周期后强制淘汰，再采用新型脱硫技术，或者实行去煤化，采用绿色电力。一般而言，对于新上的烟气治理类大型固定资产，应该有10年左右的使用周期，之后再强制淘汰，但需要采取克服现有烟气治理技术缺陷的弥补措施。

　　3）远期：碳中和目标下，通过采用绿色电力替代，实现去煤化的根本性治理措施

　　随着碳中和目标要在2060年实现，燃煤设施在2035年之后需要逐步快速退出供电主力军，2050年基本退出。可能只会保留极少量供热、调节为主的火电机组，还需要相应的总量没有多少的森林碳汇或成本很高的二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）去实现碳中和。

　　包括煤电、炼钢、建材等到2050年就必须基本实现去煤化，由此自然就没有燃煤烟气治理技术缺陷导致的雾霾大暴发问题。但是，中国不可能把解决空气质量问题放到2035年以后。从现在开始，就应该制定时间表，对症下药，而不是回避雾霾爆发的根本原因，处处甩锅，四面出击，影响经济和社会发展和人民健康。

　　秸秆的能源化利用，可以减少秸秆过量还田造成的病虫害增加、土壤播种困难、大量VOCs的排放等问题，还有利于替代化石能源，实现碳中和。

　　引自周勇《雾霾暴发并持续多年的根本原因是燃煤烟气治理缺陷》

　　1、霾与气象灾害

　　《气象法》第41条第4项、《气象灾害防御条例》第2条第2款均规定，“气象灾害，是指台风、暴雨（雪）、寒潮、大风（沙尘暴）、低温、高温、干旱、雷电、冰雹、霜冻和大雾等所造成的灾害”。

　　立法者为什么要在这里使用“等”字？“等”有两层意义：一是空间的意义：中国地域辽阔，各地气象灾害不完全一致，法律、行政法规有必要给各地地方性法规留下“操作”空间。例如，北京立法可增加霾，减去台风。就因为北京霾可见，台风罕见。二是时间的意义：气象灾害不是永恒不变的，有的气象灾害在此时特别嚣张，在彼时可能逐渐式微（如沙尘暴），故法律、行政法规有必要给各地地方性法规留下根据不同时候的“具体情况和实际需要”扩充或缩减上位法所列举气象灾害种类的空间。

　　《大气污染防治法》第93条、第95条和该法第6章的其他条款，均规定环保部门应当会同气象部门共同应对“重污染天气”。这里的“重污染天气”包括两个要素：一是重污染，二是天气。重污染是人为的，天气是自然的。故治理“重污染天气”既要治人，也要治天。所以北京地方性法规将霾入法，正是落实《大气污染防治法》，从“天”的角度治霾。

　　有人认为，霾的本质是污染，只能从人的角度治，不能从天的角度治，这是对《大气污染防治法》的误解。治霾必须从大气和污染两个方面治，忽视其中任何一个方面，霾都是治不了的。至于气象灾害的天然因素与人为因素，绝大多数气象灾害都是有人为因素的，只是程度不同。例如沙尘暴，甚至暴雨、干旱，都有人为因素，如果因为有人为因素，就都将之排除出气象灾害的范畴，不从“天”的角度加以预防治理，那对灾害的防治将会非常不利。

　　引自新京报2017-02-21《治霾入气象条例并不违反上位法》姜明安（北京大学法学院教授）

　　2、治霾 我国必须建设综合性国家智库

　　“大气的数据包括三个方面，第一是环境质量数据，在环境质量数据方面，国家建立了一千多个空气自动监测点，那其不足在哪儿？首先，这些监测点只是对PM2.5浓度的监测，没有对成分的监测，所以下一步不仅要建浓度监测站，还要建成分监测站。其次，城市道路的站点现在还比较缺，将道路边上的污染状况和非道路点对比，可以看出交通的污染情况。

　　“第二就是污染源的数据，如果缺少污染源的数据，污染源与环境的关系就反映不出来了，另外治理的主体也体现不出来了。再者，污染源的数据还能帮我们弄清楚污染程度，到底排放了多少？排放的浓度是多少？如果这些都不清楚的话，就存在很大的问题。

　　“第三是气象数据，大气污染问题总是与气象问题相关的，在气象条件比较好时，环境质量也比较好，在气象条件不利时，环境质量也会恶化，我们要通过大量的数据分析，来找出不同气象条件下的规律性。

　　“所以，我们的数据库要包括这三种大数据。然后，逐步明确我们环境质量状况是如何改善的，污染源质量控制做得怎么样，气象对环境的影响有何规律，区域之间如何互相影响，这些都要通过分析平台的数据来发现。我们用数据来看现象，再通过分析现象寻找规律，发现规律才能指导行动。科学治霾就是这样的，并不是看见现象就行动，而是根据现象分析规律，然后再行动。”

　　（本段内容源自：中国环境科学学会 文章：“郝吉明院士：建设综合性生态环境智库势在必行”）

　　3、正确运用环境容量概念

　　对于北京雾霾一直有污染物排放超过环境容量50%的说法，这种说法对于传统大气污染物如SO2、NOx、PM2.5是适用的。因为这些污染物只要给定环境标准，确定排污情景和污染物迁移转化条件，就可以针对某一大气环境单元计算所能容纳的污染物最大数量，并将其拟作环境容量。环境决策通常使用的是小于环境容量的最大允许纳污能力或数值更小的最大允许排污量。但是对于雾霾，如果承认仅为常规污染物是雾霾之源，则可沿用常规环境容量概念。如果认识到雾霾的产生，确实与空气湿度、混入颗粒物杂质的气溶胶有关，则控制雾霾的环境容量计算就必须针对50%空气湿度这一临界点，以及空气中各类颗粒物混入气溶胶的条件进行概化，有针对性的计算控制雾霾发生的常规污染物环境容量和空气湿度冬季人为排放允许值。必须强调，控制指标不同，环境容量计算方法和控制途经也不同。治霾和治污的差别首先就体现在对环境容量的理解上。

　　引自夏青说绿《又到重霾发生时》

　　4、治霾决策必须讲成本

　　由于重霾天气属于小概率事件，包含气象灾害因素，是否把一年365天中少数重霾天气列为大气污染防治内容？是必须讲成本的。必须考虑延续十三五的治污方略是否能确保治霾成功。

　　如果能把少数重霾天气归入气象灾害，十四五在京津冀、长三角、汾渭平原三大重点区域的基础上，加强对东北地区、蒙宁陕晋交界地区、苏皖鲁豫交界地区等区域的关注，将夏季作为臭氧重点管控时段，突出精准、科学、依法治污，有效降低夏季臭氧污染影响。同时，推动京津冀及周边地区“2+26”城市平原地区农村完成煤改清洁能源、钢铁企业超低排放和大宗货物运输企业铁路专用线建设等三大工程，既推动空气质量改善，又有利于拉动经济增长。

　　如果考虑到新的“治霾说”，有可采取之处，估算保持空气湿度在50%以下的湿气减排费用，只要技术经济可行，则可以选验证区域，实行评估。

　　引自夏青说绿《又到重霾发生时》