邵敏《从灰霾到蓝天》

发布日期:2015年06月18日16:04    发布人:孙阳

    主持人:各位朋友,欢迎大家利用周末的时间来聆听我们大师的讲座,那么今天是格力电器《文化大讲堂》的第220期。今天的讲座实际上是和我们每个人息息相关的,为什么这么说呢?随着社会的进步,经济的不断发展,城市化进程的不断加速,实际上我们所面临的是什么问题呢?那就是环境。大家都知道,“环境污染”这个词儿这两年出现在我们媒体,或者说自媒体的频率是越来越高了。人们特别关心自己身边或者自己周围的空气污染、食品安全等等因素。那么今天,我们非常荣幸地邀请到了这方面的专家,这是我们国家的泰斗级的专家了,他就是北京大学环境科学与工程学院教授、副院长——邵敏先生,恭请邵敏先生!我们有请邵教授为我们做今天的主讲,他的主题是:从灰霾到蓝天。

    邵敏:珠海市的市民朋友,非常荣幸有机会来参加珠海市文化大讲堂的活动,参加文化大讲堂也让我有机会来思考,我们一直做的工作当中的一些文化意味,我今天给大家分享的题目叫“从灰霾到蓝天”。

    今天跟大家从三个方面来对这个问题进行讨论,第一个就是大气为什么会污染,这个问题我自己也一直在思考。我是从事环境科学研究的,环境科学本来是让大自然更加美好的一项工作,实际上我们每天面临的对象是污染的问题,为什么大气会出现污染,借这个机会跟大家做一个交流。第二个就是,从灰霾到蓝天,实际上这里面最核心的问题,罪魁祸首就是PM2.5,大家从新闻媒体上对这个PM2.5是耳熟能详,所以我想借这个机会跟大家一起讨论什么是叫PM2.5,PM2.5是怎么回事,怎么我们国家的PM2.5就变成这么严重的一个事情了?第三个就是想从过去的研究经历上来探讨一下从灰霾到蓝天的路到底应该怎么走?

    我们的大自然本来是非常非常美好的,我们有这样的春天,有这样的夏天,有这样的秋天,这是我们北京大学的校园,大概再过十几天的时间,树就开始落叶了,银杏叶子会铺满整个校园。我们还有这样美丽的冬天。

    实际上大自然经过这么长时间的变化之后,它已经达成了一个非常奇妙的平衡状态,我们现在生活在地球上,地球上生活的环境所形成的一切条件,实际上它是最有利于地球上的生命,包括我们的动物、植物和人类生存的一个环境。珠海非常美丽,整个地球的平均气温大概是15度左右,如果没有这层大气层存在,那地球的平均气温可能是零下18度,人在那样的条件下,生命是很难繁衍的。另外一个,由于这样的演进过程,我们头顶上空大概10公里以上的地方有一层臭氧层的存在,这个臭氧层相当于人类生命的保护伞,如果没有它存在的话,那白天紫外线的辐射就会穿透大气层,对生命将会是毁灭性的打击。但是在生命的演进过程中,我们头顶层形成了一层很薄,但是把地球上的所有短波紫外线都阻挡在外的臭氧层。现在环境当中存在的一些状态都是最有利于人类的生存和繁衍,所以从这个角度去考虑,英国的爵士詹姆斯先生说:“地球是活着的!”我们现在存在的状态是不断演进的过程,为此还提出“盖亚”假说,地球、环境、人类一个相互不断互动的过程,这种互动使每一个部分都处于最好的状态。这是地球大气的演进过程,在这个演进过程中,空气发生了本质变化,从地球有生命之前,整个地球大气是还原的状态。那个时候的空气在动物和植物,人类在地球上出现之前,地球大气的主要层分是氢气、氮气、氨气、硫化氢,这种气体是很难适合动植物生存的。地球出现植物之后,地球的环境不断改变到现在这种状态,地球上的大气主要是氧气和氮气,氮气占78%、氧气占21%。因此大气成了氧化性的状态,我们排放出来的污染物在空气当中是会变化的,比如硫变成了硫酸,氢气就变成了水,这些成分都很容易被降水清除出来的。因此整个大气的自净能力就提高了。

    但是在这样的过程中,随着人类在地球上出现,发生了变化,实际上人类早期就关注到空气污染。有些学者从乡村到城市里面去旅行的时候,就感觉到乡村的空气和城市的空气有些不一样,当时人类对自然改造的能力是非常有限的,主要空气当中出现一些自然状况下不一样的东西的时候,主要来自于比如说像火山爆发,火山爆发的时候,这个附近的空气就非常糟糕。另外一个就是在自然的条件下,会发生森林大火,森林大火也会产生非常重的烟雨,它会影响很大的范围。家庭里面烧柴火这些东西,也会造成一定的污染,总之这个时候随着自然因素,人类对空气质量的改造范围是非常小的,所以影响范围并不是很大。

    随着时间慢慢演进,在1306年英国国王爱德华一世,很早就注意到在伦敦附近有很多烧煤的,这个味道让人不舒服,因此他规定了一条命令,禁止在伦敦使用露天的炉具,如果让他闻到这种气味,是很麻烦的。随着历史接着往前进,发现这个问题并没有随着铁腕的出现而减少。在1930年,人类历史上在空气污染方面第一次的公害发生,是在比利时的马斯河谷,这个河谷地带密密麻麻布满了很多重型工厂。在这个工业革命的早期,实际上在工业早期的时候,很多地方都出现这个情况,由于它的条件比较好,工厂就在那儿密布,这个时候由于煤炭的燃烧非常集中,空气当中的二氧化硫的浓度很高,所以在1930年12月1日-5日,发生了非常严重的公害事件,造成了63人死亡。这个事情发生了之后,有人就在分析,说马斯河谷是非常偏僻的地方,如果类似的问题发生在伦敦那就麻烦了。后来有人就说这个分析的人是乌鸦嘴,后来在1952年,伦敦真的发生了震惊全球的“伦敦烟雾事件”,大家都知道伦敦是一个雾都,平时也是雾蒙蒙的,可是在工业革命比较集中的时候,发生了以硫酸盐为主要污染物,造成了非常严重的污染事件。这是发生的时间,这是每天的死亡人数,加在一块大概是4000多人死亡,就是随着烟雾的浓度达到高峰,死亡的人数也达到高峰。随着烟雾的消散,死亡人数还是维持高位,再慢慢降低。伦敦是最早的工业革命的地方,以蒸汽机为代表的煤炭相关的一系列工业,在伦敦的历史上在世界上起了领先的作用,但是也发生了很严重的空气污染公害事件。

    实际上在这之前,美国洛杉矶发生了光化学烟雾事件。实际上这一次污染事件发生最严重是在1942年。这种污染事件发生的时候跟前面的情况非常不一样,它是空气有非常强烈的刺激性,这是当时洛杉矶街头的实景照片。1942年,还是二战进行的过程中,伦敦市区出现这么严重问题的时候,有人就在想,是什么原因造成这样的现象呢?有各种各样的猜测,但是问题的原因并不清楚,但这个问题发生之后,洛杉矶当局采取了一系列的紧急控制行动,包括邀请匹斯堡的专家,它污染的特征跟马斯河谷的事件基本类似,因此把匹兹堡治理空气污染的专家请到了洛杉矶,这个专家提了23条建议,包括在自己的后花园烧枯枝落叶等都严格地监控起来。但是这种措施,一直到了二战结束,洛杉矶的光化学烟雾问题并没有解决,所以就说这种措施不是控制问题的手段。

    实际上这个问题对于科学上来讲,提出了一个全新的挑战。这个问题的认识,实际上最早是由加州理工大学的哈根斯密特教授提出的,他大胆提出来说,是不是有可能是汽车排出的尾气在阳光的作用下发生了化学反应,形成了这个污染物。我们重点关注的是臭氧,臭氧跟氧气不一样,因此它的性质非常不活泼,刺激性非常强。光化学烟雾最简单的表述方式就是,它主要是来自汽车尾气,它排放两类污染物,一类叫做挥发性有机物,一类叫做氮氧化物,从形成臭氧来讲,氮氧化物就相当于炉子,挥发性有机物相当于燃料。产物就是我们现在看到的臭氧和PM2.5。挥发性有机物除了汽车尾气以外,还有石油化工,包括家庭的烹饪都会排放。

    从1942年到现在,洛杉矶臭氧的控制走过了漫长的道路。这是在1940年的时候,洛杉矶当时的机动车280万量,到现在差不多是2600万辆。美国加州是控制排放最严格的地方,虽然机动车的数量增加了10倍左右,但是由于严格的监管,机动车的排放降低了90%。如果是看图说话,这个图给出信息的一个方面,这是美国加州=空气质量管理局给出的数据,虽然臭氧的浓度在减少,但是现在洛杉矶的臭氧还是超标的地方,经过了70年的治理,这个问题并没有被完全解决。从这样的历程大家就可以看到,从最早的爱德华国王去控制家庭煤的燃放,我们可以看到大气具有很强的自净能力的,如果说超过了这个自净能力的范围,那空气污染就会发生。在这个过程当中,整个大气的氧化能力,就是把这些污染物从空气当中去除的能力是一个关键,但是现在的问题是,由于我们的生产生活,石油化工、机动车等等活动过于强烈,使得大气氧化能力增加得过快,这又造成另外一个问题,整个大气污染的发生和它随后在全球的蔓延,都是跟社会经济发展有密切关系的。

    再看我们国家,实际上我们国家的空气污染的治理是从1972年,当时周总理指示当时建设部下面的环保办公室,由瞿先生带的一个队伍去参加一个人类发展大会,深切地感受到国外谈到的污染现象在中国也发生了,它是跟生产生活的排放有关系的。于是从七几年我们国家就开始了,那时候文革还没有结束,就开始在全国治理烟尘和二氧化硫的控制问题,从80年代、90年代以来,我们在这个过程当中,重点关注的污染物也在不断改变。最早是烟尘污染,到总悬浮颗粒物,到我们关注酸雨,到现在我们关注PM2.5和臭氧的问题。大家可以看到环保部门的同志身上的担子是一项一项地在增加。但是我国的问题和国外有一点不一样,国外往往是在解决一个问题之后出现一个新的问题,但我们是再一个问题还没有解决又出现了新的问题,所以我们现在需要面临的是多污染物联合控制的一个阶段,担子非常重。

    我们也在总结,实际上在这么多年的发展,国家一直都是高度重视大气环境改善工作的,也取得了非常大的成绩。从2008年北京奥运会,2010年上海世博会和广州亚运会等等,一系列的大型活动,我们取得的空气质量改善都取得很大的成功。我们现在采取的检测方法和模型方法,好像能够说清楚国家采取什么控制措施,而采取了什么措施之后大概能够达到什么效果。

    似乎我们对空气当中污染是怎么发生的,该怎么评价它、怎么预测它、怎么控制它,有了一些认识了,可是没想到,2013年1月份,华北地方发生了非常严重的雾霾事件,持续了大概20多天,问题非常严重,范围之广、问题之深、持续之长,都是非常严重的,这个问题告诉我们,可能空气当中还有很多问题是我们不知道的。

    这个问题发生之后,从科学家到老百姓都在思考,空气质量到底怎么啦?。在未来的发展怎么来解决问题。现在是9月14号,再过几十天,华北地区会再出现这样的问题吗?还会再出现这样的问题吗?出现这样的问题要怎么去防控呢?有人说这个问题根本就没有解决的办法,可能要50年之后。各种各样的争议都非常非常多。我们差不多从今年初,国家各个部门都在对这个问题进行调研,为最高决策来提供建议。这是关于第一个部分。

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