唐孝炎院士：走出雾霾认识的几个误区

《走出理解阴霾的几个误区》

中国工程院院士唐孝炎访谈

中国电力报、中国电力新闻网记者马建生、见习记者许、见习记者兰希玉

唐孝炎中国工程院院士、环境科学专家。他曾担任中国环境学会副主席和北京大学环境科学中心主任。获国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖3项，获“何李”科技进步奖1项。我国大气环境化学专业的创始人在环境化学前沿领域对大气臭氧、酸雨和大气细粒子(气溶胶)化学做了大量开拓性和创造性的系统工作。

"挥发性有机化合物比氮氧化物在烟雾的产生中起着更大的作用."

中国电气新闻:作为一名环境专家，你认为烟雾的原因是什么？

唐孝炎:雾和霾是气象术语。污染不是烟雾天气的唯一原因。薄雾存在于古代。空气中有许多细小的颗粒，如灰尘、海浪带来的泡沫、花粉等，尤其是自然存在的风带来的土壤颗粒。这些微粒漂浮在大气中，表面会吸收一定的水蒸气，重力不大，不容易沉降，它会浮到空中吸收大量的水分，成为云或雾的凝结核。一些微粒聚集在地面附近。受地面湿度的影响，它们吸收、折射或反射阳光，导致能见度降低。此时，这些微粒参与了霾的形成。当大气中有大量的二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机化合物等污染物时，硫酸、硫酸盐、硝酸、硝酸盐和它们形成的有机化合物等。，由于它们对光的影响，造成视觉范围的障碍并增加雾霾的程度和危害性。

烟雾的形成主要受天气系统的影响，也与污染源的排放强度有关。

中国电气新闻:雾和霾有什么区别？

唐孝炎:雾和霾的区别似乎不大。这只是湿度的问题。然而，一段时间以来，它们的界限问题在气象学领域引起了一些学术讨论和争议。简而言之，根据气象部门目前的定义，大气湿度低于80%，而颗粒物的光效应将能见度降低到10公里以下，从而产生一种称为灰霾的灰色视距障碍现象。然而，当湿度高于90%时，它会变成轻雾，而当水蒸气较大时，它会变成雾。雾更容易消散，但霾很难消散。由于雾的含水量大，并且受天气变化的影响很大，所以当太阳出来遇到干燥的空气时，雾很容易消散，因此雾一般不会整天都存在。然而，薄雾更麻烦，因为它的水蒸气含量不多，湿度低于80%，并且薄雾所在的空间通常低于3000米。如果天空中有逆温层，并且水平方向没有风或风很小，当空气上下流动或水平流动不顺畅时，霾就无法消散。

中国电力新闻:环境污染，特别是能源使用的污染，对烟雾有什么影响？

唐孝炎:污染是严重烟雾的内因，而气象条件是外因。烟雾与能源使用的排放有关。我们知道二氧化硫、氮氧化物、氨和挥发性有机化合物等污染物都是气体。为什么它们会变成大气中的微粒，并最终形成薄雾？因为大气是氧化性的，能量燃烧后排放的气态污染物可以说是主要污染物。进入大气后，会产生非常复杂的化学反应和二次污染物。由于二氧化硫和一氧化氮等主要污染物的价态较低，它们都属于还原态，大气中有大量的*基。低价气体很容易被*基氧化，形成高价的硫酸、硝酸、硫酸盐和硝酸盐，有机物也有这种反应。

目前，在烟雾成因的研究中，我们对挥发性有机化合物重视不够。排放到大气中的挥发性有机化合物和氮氧化物是增强大气氧化的关键物质。由于它们的非线性关系，这两种效应的比率将因地区而异。例如，一些研究指出，在北京城市地区，挥发性有机化合物甚至比氮氧化物在增强大气氧化方面发挥更大的作用，而在郊区情况正好相反。挥发性有机化合物是碳氢化合物的混合物。它的产生很大程度上与燃烧有关。可以说，任何燃烧都会产生挥发性有机化合物，所以它与能源的使用密切相关。有机物存在于煤、石油和天然气中。炼油和化学工业是主要排放源。即使是秸秆燃烧，涂层和餐饮也产生挥发性有机化合物。长期以来，人们一直认为煤燃烧是霾形成的主要原因，忽视了化学工业产生的污染。关注的焦点主要是烟尘和二氧化硫，忽略氮氧化物和挥发性有机化合物。如果理解清楚，天然气不能被视为清洁能源。

锅炉和汽车中的燃烧过程会产生微粒。PM2.5可分为一次排放和二次排放。主要排放物是燃烧直接产生的颗粒。二次排放是大气中燃烧产生的气体的化学反应和成核反应产生的颗粒。目前，电厂的除尘设备最多只能去除PM1以上的颗粒，而PM1以下的颗粒则不能去除。

“应重视能源消耗的精细化管理”

中国电气新闻:汽车使用对城市烟雾有多大影响？

唐孝炎:汽车排放大量挥发性有机化合物，挥发性有机化合物的量与油和燃烧是否充分有很大关系。有机物的最佳转化结果是二氧化碳和水，但是发动机的燃烧过程在完全完成之前就被排放了，尤其是当汽车低速行驶或在市区空转时。一些国家有特别的法律要求汽车在红灯时停止行驶。

有些人认为城市里的汽车排放出大量的氮氧化物，但事实并非如此。氮氧化物的生成与燃烧温度关系最大。汽车在市区行驶时，速度不会太快，发动机的燃烧温度也不会太高，氮和氧的反应转化率也会降低。氮氧化物越多，汽车在公路上行驶的速度越快，发动机温度越高，产生的氮氧化物就越多。柴油车排放更多。

控制汽车产生的废气的一种方法是在汽车上安装一个“三元催化转化器”。现在，汽车一般都装有它，但随着时间的推移，它会老化，功能会减弱，所以新车的氮氧化物排放量比旧车低。香港现在要求每两年必须更换一次汽车用的“三元催化转化器”，但中国大多数省份没有这样的要求。

有时当我去北京北五环路时，有很多人举着牌子检查汽车。现在这已经成为一个行业。不管你的车是否合格，他们都能帮助你通过检查。现在有租用“三元催化转化器”的现象。车主可以花钱租一辆新车来处理验车事宜，并在验车后归还给他人。这种现象背后是管理问题。目前的管理是粗放的，而不是精细的。

中国电气新闻:你认为中国能源生产革命的方向是什么？

唐孝炎:能源生产的革命是众所周知的。新能源必须跟上它。旧的能源没有被使用，但是如何使用它们的问题被解决了。例如，四川盆地有丰富的天然气资源。如何好好利用它？你有没有注意到，当天然气燃烧到足够高的温度时，它会产生大量的氮氧化物？天然气的使用要注意燃烧温度，无论是低氮燃烧器还是尿素什么的。氨是形成大气粒子的一个非常重要的因素。硫酸、硝酸等。反应成盐，氨是最容易的。氨的来源很多，尤其是牛、羊、猪和其他排放大量氨的养殖业，农村地区的户外厕所也将被使用。不要低估餐馆街。挥发性有机化合物高，二氧化硫高，氮氧化物高，因此能源利用问题非常复杂。特别是对于北方城市来说，冬季燃烧散煤取暖，如何管理郊区取暖区每年冬季使用的散煤？一些*，不管这些小*，只关注发电厂、大型锅炉、冶金和其他关键资源。散煤燃烧，散污染非常严重。因此，我认为在能源革命中应该既有生产又有消费，我们应该注意这些我们以前没有注意到的小事。

现在新能源的移动仍然太慢。我们必须开发新能源。风力发电可以连接到互联网，但仍然不能完全连接到互联网。风力发电可以在许多地方发展，但必须打破许多限制，必须解决并网问题。核能太令人担忧了。福岛事故给我们带来了很多影响。这是肯定的。为了发展核电，我们必须重视选址，我们必须学习日本的经验。那些建在海边的人必须对海洋环境有足够的了解。此外，应该扩大宣传，告诉每个人核能如何避免事故。切尔诺贝利曾经有很深的影响，但是现在日本的福岛更深。媒体必须合作，这样每个人不仅能了解核能的表面，而且能很好地理解它。有必要清楚地解释人类健康、安全和排放。核能在能源上是不可避免的，但是需要什么样的预防措施才能知道它的本质。如果我们真的了解它，我们就不会对某些污染产生误解或恐惧。

中国电力报:你提到了能源的精细化管理。它有多有效？

唐孝炎:能源消费革命、节水节电等节能措施可以取得很好的效果。真正的消费革命需要国家采取许多措施。例如，美国洛杉矶有许多措施来节约汽车能源。机动车道上规定，两个或两个以上的人必须坐在一起才能驾驶。这是汽车的消费方式。此外，我特别喜欢谈论巴西的一个城市。在规划城市时，他们的市长设计了一个特殊的道路入口，其宽度只允许一辆公共汽车来一辆公共汽车，以及双向车道。金融机构、*机构、企业总部等只能建在这条主干道和辅道上。这条路只能由公共汽车使用，所有的小公共汽车只能在到达时停在郊区或主干道旁。然后人们把公共汽车变成城市。此外，为了使空气流通良好，主干道两侧的房屋都比较低矮，高层建筑都建在后面，而不是汽车最集中的地方。该市有220万居民，公共交通占70%以上。自20世纪60年代以来，这种情况已经持续了几十年。城市环境比利雅得和圣保罗更清洁。(原题:工程院院士唐孝炎:走出理解阴霾的几个误区)