中国“雾霾”形成机理研究
作者：顾为东
江苏省发改委宏观经济研究院院长
江苏省宏观经济学会副会长兼秘书长
国家“973”计划风能项目首席科学家
南京大学首席研究员、教授
作者按：授权中新网财经频道发布，本文得到国家973计划(2007CB210300)和国家科技支撑计划(2013BAB08B04)资助，二〇一四年三月
中国“雾霾”形成机理研究
[摘要] 中国雾霾引起全社会广泛关注，其形成机理既具普遍性，又具特殊性。本文通过数理分析和实证验证手段，剖析中国雾霾形成机理普遍性是传统土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶为凝结核生成雾霾；特殊性是中国雾霾形成速度和扩散快、凝结核体积(直径)跳跃式和突发性增长，均与区域微生物种群及土壤、水源严重面源污染密切相关。由于中国水土环境受到富营养化严重污染，造成环境中微生物种群繁杂和富集；土壤中氨氮浓度高，造成冬春季节水分蒸发带走大量富营养水分，在低空与气溶胶相结合，在凝结核吸水膨胀同时，也为吸附在凝结核的微生物快速分裂繁殖提供养分，长期以往形成具有地域特征微生物种群，为雾霾快速形成、频发和爆发性增长提供了外部条件。
综上，中国工业化进程中工业等污染和广大农村的土壤、水源严重污染的叠加效应，是中国严重雾霾形成的特殊机理。
[关键词] 雾霾；二次气溶胶；蒸发；土壤；微生物；氨氮
前言
2012年冬以来，雾霾频繁肆虐于中国北京及广大中东部地区上空。雾和霾区别在于水分含量：含水量达到90%叫雾，低于80%的叫霾，80%～90%之间是雾和霾混合物；雾的厚度几十米至200米左右，霾可达1-3公里。中国雾霾结构和生成机理与欧美等国比较，既具有共性，也具有特殊性。
1、中国“雾霾”的不同表现形式
(1)中国“雾霾”对人体直接伤害低，与欧美不一样。欧美严重雾霾有大量直接致死记录，1952年伦敦雾霾致12000人丧生。中国严重雾霾频发，但直接伤害致死案例目前没有一例。但呼吸系统慢性疾病，特别是肺癌发病率大范围上升，肺癌已逐渐成为常见病，过去10年北京至少新增60%肺癌患者。图1-1、1-2显示北京和京津冀雾霾情况。
(2)中国“雾霾”强度在宏观上与大气污染物排放强度呈反向变化趋势，与欧美不一样。夜间，运行中汽车大幅减少、工厂停产、工地停工、发电厂负荷下降，大气污染排放强度降低，雾霾强度却显著增强；早上，生产生活恢复正常，污染排放强度提高，雾霾强度却呈稳定或下降趋势。这不是偶然现象，而是一般性规律，图2-1，2-2，2-3数据来自中国环保部。
(3)中国“雾霾”在节能减排趋势中逆势增长，与欧美不一样。中国推广燃煤机组烟气超低排放技术，提高天然气使用比例。2013年，天然气消费1600亿立方米；能源消耗强度下降3.7% 。北京通过政府补贴全部取消家庭燃煤取暖。京津冀粉尘量大幅下降。但雾霾并没有减少，反而频率越来越高、重“雾霾”越来越多。
(4)中国“雾霾”与新能源应用比例正相关，与欧美不一样。中国新能源应用比例显著提升，风电、太阳能、水电发展速度和装机总量均居世界第一，但雾霾发生频率和严重程度不仅未能扼制和下降，却大幅提高。
中国雾霾结构与欧美显著不同，要从其特殊性入手，剖析产生的深层次原因。
2、中国“雾霾”形成机理的深度分析
通过对气溶胶颗粒的成份进行DNA测序，发现1300多种微生物。表明中国雾霾频发和严重性与我国东部地区水土环境面源污染、大量滋生微生物种群有直接关联。长期以来，我国经济发展方式粗放，产业结构和布局不合理，污染物排放总量居高不下。如北京已被2000多座垃圾场包围，每天垃圾处理缺口8000吨，仍以每年8-10%速度增长。见图3-4。面对严峻形势，我国加强土壤环境保护和污染治理，坚决向土壤污染宣战。