當前我國頻發的以臭氧和細顆粒物（PM2.5）為特征污染物的灰霾污染已成為廣大人民群眾的“心肺之患”，黨中央國務院提出了“要像對貧困宣戰一樣向污染宣戰”，吹響了全國人民與污染作斗爭的沖鋒號。認清灰霾污染的來源、形成機理及演變規律是部署這場戰役的重要前提之一。然而，人類對灰霾復雜性的認識尚不完整，當前我國的相關科學研究尚不能對一些基本問題給出定論，我們對灰霾的科學認知“知道一些,但又不全知道”,這使得污染治理一時難以做到“精、準、狠”。我國必須在充分借鑒人類已有知識的基礎上，加大灰霾研究力度，在“邊干邊學”中探索出一條有效治理大氣污染的中國之路。

 

　　發達國家漫長的灰霾治理伴隨著科學認知的不斷深入

 

　　通過若干年的科學研究才查明灰霾污染來源。1943年美國洛杉磯發生光化學煙霧事件，當時人們認定化工廠的廢氣排放和市區的焚燒爐是污染源，政府關掉了主要化工廠并限制焚燒爐的使用，但這些措施出臺后灰霾污染依然頻繁爆發，直到1950年加州理工學院的一名科學家發現汽車尾氣才是造成光化學污染的真正原因。1952年12月倫敦發生震驚全世界的煙霧事件，英國政府在1953年成立了比佛委員會，委托其調查煙霧事件原因，1954年該委員發布《比佛報告》，指出家庭供暖的煤炭燃燒是煙塵的最大制造者。與英國和美國相比，日本在進行“壓縮型工業化”的過程中遭遇了更突發、更嚴重的空氣污染。上世紀50年代后半期至60年代前半期，日本大氣污染由煙塵型為主轉變為以硫氧化物型為主，那時的日本缺乏關于空氣污染問題的科學認知信息，也尚難以完全借鑒西方發達國家的科研經驗。1974年以后，日本大氣污染控制對象轉為二氧化氮、光化學氧化劑、懸浮顆粒物以及有害物質等，目前針對這些污染的科學研究還在進行。

 

　　在漫長的治理過程中始終依靠科學認知支撐污染治理決策。1952年倫敦煙霧事件之后，英國花了近30年的時間使SO2濃度降低了86%，倫敦空氣質量明顯改善。在此過程中，比佛委員會參與推進了英國《清潔空氣法》（1956年）的頒布；英國清潔空氣委員會在指導地方開展科研方面也發揮了重要作用。美國洛杉磯光化學煙霧確認污染源之后又經歷了27年的治理才初見成效，在此過程中相關科學研究起了重要作用。

 

　　我國灰霾污染研究因污染程度的加劇而加快推進

 

　　1980—2000年：污染初現，科研躍躍欲試。上世紀70年代末我國在蘭州首次發現光化學煙霧，1986年北京出現同樣現象,此時灰霾污染相對較輕。國家氣候中心數據顯示，1981-2000年我國中東部歷年灰霾天數平均在5天左右。我國學者在這個階段尚未正式提出“灰霾”這個概念，但對光化學煙霧及氣溶膠等與灰霾密切相關的領域開展了研究，到2000年關于霾的中文研究文獻達124篇，此外關于氣溶膠和光化學污染的中文文獻分別達2726篇和357篇，這些成果奠定了我國開展區域性灰霾研究的基礎。

 

　　2001—2010年：污染加劇，科研明顯提速。進入21世紀，灰霾污染顯著加劇，中東部地區歷年霾天數持續攀升，北京、上海、廣州、深圳等地區的灰霾天數超過了全年的1/3，有的甚至超過一半，這促使我國開始對區域灰霾形成機制及防治對策開展系統研究。2003年我國學者發表論文首次使用“灰霾”這個概念，期間新增的主題關于霾的研究文獻是前20年的2.6倍。

 

　　2011年至今：污染惡化，科研緊鑼密鼓。2011年以來，我國灰霾污染持續惡化,受害人口高達8億。灰霾污染已從環境污染事件演化為社會公共衛生事件，甚至成為影響我國社會穩定的政治事件。政府和研究機構都加強了對灰霾污染的研究力度，2012年國家科技部和環境保護部聯合啟動了“藍天科技工程”國家科技重點專項，中國科學院啟動“大氣灰霾追因與控制”戰略性先導科技專項。此階段主題有關霾的文獻達3216篇，呈現“百家爭鳴，百花齊放”態勢，社會各階層加入了這場大討論。

 

　　我國灰霾污染研究的成果正深化我們對灰霾的認識

 

　　當前我國在灰霾污染本質、來源、形成機理等方面得出了一些非常有意義的研究結論，一些結論已成共識，一些結論仍需進一步論證。

 

　　霾的定義、霾與霧的分辨依據基本達成共識。霾在氣象學中被定義為“大量極細微的干塵粒均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10km的空氣普遍渾濁現象”，是一種復合型空氣污染，這點已成共識。霾與霧的判別需綜合采用能見度、天氣現象、相對濕度等指標，2010年出臺的《QX/T113-2010霾的觀測和預報等級》規范了相關的判別依據。

 

　　人為因素與氣象因素共同導致了霾的發生，一些研究強調氣象因素的重要性。灰霾形成受制于兩個因素：一是以水平靜風和垂直逆溫為特征的不利氣象條件，二是以懸浮細粒子濃度增加為特征的污染因素。2013年元月我國中東部地區發生的強霾污染就是外因和內因共同作用的結果。也有一些研究認為不利氣象條件是北京2013年初強霾污染形成的主要原因，而人為排放的污染只是次要原因。

 

　　灰霾污染的大體來源基本清楚，但不同污染源的貢獻率尚存爭議。目前灰霾污染的源解析結果可謂“五花八門”，但幾種主要源頭無外乎工業點源、交通線源、生活區面源及農業面源。目前的爭議之處在于不同來源的污染物排放對灰霾污染形成的貢獻率，即污染源的量化。典型例子是2014年初有關“北京汽車尾氣排放對PM2.5貢獻不足4%”的研究結論與其他研究認為貢獻大約22%的結論出入較大，研究單位回應“4%僅是一次源的貢獻占比，如果算上二次源貢獻，汽車的貢獻不是4%而是24%，這就跟其他研究數據區別不大”。我們認為這種研究結論的差異在一定程度上體現了當前我國的灰霾科學研究正在不斷深入推進。

 

　　諸多原因造成了當前關于灰霾研究結論的爭議

 

　　灰霾污染本身的復雜性對科學研究提出了挑戰。灰霾污染組分、變化態勢非常復雜，受地區、季節、時間的影響非常大。我國地域遼闊，各地區自然、經濟、社會情況各異，這為區域灰霾污染的研究帶來了很大挑戰，尤其開展研究結果比對時受到局限。

 

　　沒有直接的國際經驗可借鑒，科學認知的過程充滿不確定性。我國目前面臨的復合型污染階段與發達國家當時面臨的煤煙型污染階段完全不同，這就使得發達國家當時開發的一些研究手段不適用于我國的實際情況。比如，發達國家采用的三維數值模式難以模擬當前我國區域灰霾的生消過程；再比如，VOC是造成灰霾污染的重要原因，國外現有的VOC排放因子并不能反映我國的實際情況，如果據此來推算我國VOC排放量，顯然是不科學的。

 

　　基礎數據搜集的差異也是造成研究結論各異的重要原因。目前科研采取的數據來自氣象部門、環保部門、大學等不同機構的數據采集系統，這些數據搜集系統的布點方案、采樣時間、儀器設備、采樣規范、數據處理方法等都各異，從而影響了研究結論的差異。

 

　　應繼續加強灰霾科學研究對污染治理決策的支撐作用

 

　　當前研究基本能支撐粗放式的空氣污染治理模式，但對精細化的空氣污染治理支撐較弱。已有研究識別了灰霾污染的主要來源和基本形成機理，促使我國出臺了有關霾的觀測和預報等級標準，支持了各地采取了相關治理措施，應該說這些治理措施的方向都是正確的。眼下尚不能對污染源頭以及不同源頭的貢獻率給出量化的研究結果，且短期來看這是灰霾污染研究的一個難點。這就使得在區域層面難以采取具有針對性的污染治理措施，不清楚“優先治理什么”，也不清楚“治理到何種程度最為合宜”，這將延長我國污染治理進程。

 

　　現有研究回應了公眾認知需求，提高了公眾的認識水平和環保意識。公眾開始從不知道灰霾，不認識“霾”字，懷疑灰霾是否為空氣污染，一直到逐漸認識灰霾，甚至自己購買儀器去監測PM2.5，直到各種媒體和網絡開展的全民大討論，重污染天氣公眾自覺采取各種灰霾污染防護措施，這些都與我國開展的相關科學研究密切相關。

 

　　亟須加快從基礎型研究向輔助當前污染控制決策的應用型研究轉換。一些研究問題是在科學層面需要長期進行探討的，在短期內并不會有顯著的科技突破；另外一些問題則是當前我國加速治理空氣污染亟需解決的，可以適當兼顧這兩類問題的研究，同時側重加速研究成果轉化，為我國制定體現多污染物協調控制以及區域聯防聯控等決策提供技術支撐。

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