唐孝炎：中國工程院院士，環(huán)境科學專家。曾任中國環(huán)境學會副理事長、北京大學環(huán)境科學中心主任，曾獲國家科技進步一等獎1次、國家科技進步二等獎3次、“何梁何利”科學技術(shù)進步獎1次。我國大氣環(huán)境化學專業(yè)創(chuàng)始人，在環(huán)境化學前沿領(lǐng)域大氣臭氧、酸雨和大氣細顆粒物（氣溶膠）化學方面作過許多具有開拓性和創(chuàng)造性的系統(tǒng)工作。

霧、霾是氣象學的名詞，霧霾天氣的成因并不是只有污染一種，霧霾古代就有，空氣中有很多細小的顆粒物，比如塵土、海浪帶起來的泡沫、花粉等等，特別是刮風帶起來的土壤顆粒物，都是自然界中本來存在的。這些細小顆粒物飄浮在大氣中，表面會吸附一定的水汽，重力不大，不易沉降，它就會飄浮到上空吸收大量水分后成為云或霧的凝結(jié)核。有一些細小顆粒物集聚在近地面，受地面濕度的影響，它們會吸收、折射或者反射太陽光，造成能見度下降，這個時候這些細小顆粒就參與形成霾。當大氣中有大量二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機物等污染物時，它們形成的硫酸和硫酸鹽、硝酸和硝酸鹽及有機物等，由于它們對光的效應，造成了視程障礙使霾的程度和危害性加大。

霧和霾的區(qū)別看起來似乎不大，只是濕度的問題。但是對它們的判別界限問題曾經(jīng)引起氣象學界一段時間的學術(shù)討論和爭議。簡言之，按當前氣象部門的定義，大氣的濕度低于百分之八十，顆粒物的光效應使能見度下降到十公里以內(nèi)，造成灰蒙蒙的視程障礙現(xiàn)象叫做霾，但是當濕度高到百分之九十以上，那時候就變成輕霧，水汽更大時就成為霧了。霧較容易散去，霾卻很難。因為霧含水量大，受天氣變化的影響比較大，太陽一出來，遇到干燥空氣，霧就很容易散去，所以霧一般不會整天都有。但是霾就比較麻煩，因為它水蒸汽含的不多，濕度在百分之八十以下，再加上霾所處空間一般是3000米以下，如果當上空存在逆溫層，而水平方向沒有風或風很小，空氣上下對流或者水平流動不暢通時，霾就無法散去。

污染是造成嚴重霧霾的內(nèi)因，氣象條件則是外因。霧霾跟能源使用的排放有關(guān)。我們知道，二氧化硫、氮氧化物、氨氣以及揮發(fā)性有機物等污染物都是氣體，為什么到大氣中會變成顆粒物并最終形成霾呢？因為大氣具有氧化性，能源燃燒后排放的氣體污染物可以說是一次污染物，進入大氣中以后，產(chǎn)生了非常復雜的化學反應，產(chǎn)生了二次污染物。由于一次污染物的價態(tài)偏低，比如二氧化硫、一氧化氮都是屬于還原價態(tài)，而大氣中存在大量的自由基，低價態(tài)的氣體很容易跟自由基產(chǎn)生被氧化的反應形成高價態(tài)的硫酸、硝酸、硫酸鹽和硝酸鹽等，有機物也有此反應。

目前，我們對霧霾成因的研究中對VOC（揮發(fā)性有機物）的重視還不夠。排放進大氣的VOC和氮氧化物是使大氣氧化性增強的關(guān)鍵物質(zhì)，由于他們的非線性關(guān)系，地區(qū)不同兩者作用的比值也會有所不同。比如，曾有研究指出，北京城區(qū)的大氣氧化性的增強，VOC的作用甚至大于氮氧化物，而郊區(qū)則相反。VOC是碳氫的結(jié)合體，它的產(chǎn)生相當大部分和燃燒有關(guān)，可以說任何燃燒都會產(chǎn)生VOC，所以跟能源的使用密切相關(guān)，煤炭、石油、天然氣里面都存在有機質(zhì)，煉油、化工都是排放大戶，甚至秸稈燃燒、使用涂料和餐飲等也產(chǎn)生VOC。長期以來，人們一直認為煤炭燃燒是霾形成的主因，忽視化工產(chǎn)生的污染，關(guān)注的重點主要是煙塵和二氧化硫，忽略了氮氧化物和VOC，如果認識清晰起來，天然氣不能算是清潔能源。

鍋爐和汽車中的燃燒過程都會產(chǎn)生細顆粒物，PM2.5有一次排放和二次排放之分，一次排放就是燃燒直接產(chǎn)生的顆粒物，二次排放是燃燒產(chǎn)生的氣體在大氣中發(fā)生化學反應和核化反應后產(chǎn)生的顆粒物，電廠目前已有的除塵裝置，最多只能除掉PM1以上的顆粒物，PM1以下的還除不掉。

汽車會排放很多VOC，VOC的多少和油品以及燃燒是否充分有很大關(guān)系，有機物最好的轉(zhuǎn)化結(jié)果就是變成二氧化碳和水，但是發(fā)動機的燃燒過程來不及充分完成就排放掉了，特別是汽車在城區(qū)低速行駛或怠速的時候。有些國家就有專門法律規(guī)定，遇到紅燈時汽車必須熄火。

有人認為城市里的汽車排放了很多氮氧化物，其實不全是這樣，氮氧化物的產(chǎn)生和燃燒的溫度關(guān)系最大，汽車在城區(qū)行駛，速度不會太快，發(fā)動機燃燒溫度不會太高，氮氣和氧氣的反應轉(zhuǎn)化就比較少。哪兒的氮氧化物多呢，高速公路上，汽車在高速公路行駛的速度很快，發(fā)動機溫度很高，產(chǎn)生的氮氧化物就越多。柴油車排放更多。

控制汽車產(chǎn)生廢氣的一個方法是在汽車上安裝“三元催化轉(zhuǎn)換器”，現(xiàn)在汽車上一般都裝了，但是用的時間長了它會老化，作用會減弱，所以新車的氮氧化物排放比舊車要低?，F(xiàn)在香港要求汽車的“三元催化轉(zhuǎn)換器”每兩年必須更換一次，但是我國大多數(shù)省份沒有這個要求。

有時候我去北京的北五環(huán)，馬路邊上有很多人拿著代辦車檢的牌子，現(xiàn)在這個事兒已經(jīng)成為了一個行業(yè)，不管你的車合不合格，他們都能幫你檢測合格?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了租借“三元催化轉(zhuǎn)換器”的現(xiàn)象，車主可以花錢租借一個新的來專門應付車檢，驗完之后再還給人家。這個現(xiàn)象的背后就是管理問題，現(xiàn)在的管理是粗放的，而不是精細管理。

別小看餐飲一條街，VOC多，二氧化硫也高，氮氧化物也高，所以說能源利用的問題很復雜。特別是對于北方城市，冬季采暖的散煤燃燒問題，采暖地區(qū)郊區(qū)每年冬天用掉的散煤如何管？有的政府不管這些小的，只管電廠大鍋爐還有冶金等這些重點源。散煤燃燒，分散污染非常嚴重。所以我覺得能源革命里面生產(chǎn)和消費都要有，要注意這些小的以前沒注意的東西。

我特別喜歡講的是巴西的一個城市，他們市長在規(guī)劃城市的時候就設計了專門的馬路通道，其寬度只允許一個大巴車來一個大巴車去，雙向車道，金融機構(gòu)、政府機關(guān)、企業(yè)總部等只允許建設在這條主路及輔路旁。這條路只能通行公共汽車，所有輕型汽車來了只能停在郊區(qū)或大道旁，然后人們換坐公交車進城。另外他們?yōu)榱耸箍諝饬魍ê?，在主路兩旁的房子是較低矮的，高樓都建在后面，不在汽車最密集的地方。這個城市有220萬居民，公交使用占70%以上，這種狀態(tài)從上世紀60年代到現(xiàn)在一直執(zhí)行，已經(jīng)幾十年了，城市環(huán)境比里約和圣保羅等還清潔。