12月20日上午11點04分，京開高速天宮院段，電子屏顯示「紅色預警國Ⅰ國Ⅱ機動車禁行」。新京報記者 尹亞飛 攝
近日，清華學者聯合發表的一份關於霧霾的最新研究成果引發關注。研究稱，12月中下旬的重汙染期間，二氧化氮大大加速了硫酸鹽的生成，而硫酸鹽恰是重汙染形成的主要驅動物種。昨日，該文通訊作者之一、中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌詳解該成果時表示，把氮氧化物減排提到更優先位置，可以有效抑制硫酸鹽的形成，重汙染天氣的形成也會因此「減速」。
硫酸鹽在PM2.5中佔比最高
12月21日，清華大學環境學院博士生鄭光潔、賀克斌院士等學者在《科學進展》聯合發表研究文章，首次揭示了重霾汙染期間顆粒物中硫酸鹽迅速生成的化學機制。研究發現，在我國華北地區，高濃度的二氧化氮環境，使二氧化硫迅速轉化為二次汙染物硫酸鹽。而這正是華北地區硫酸鹽形成的主要路徑。
針對重霾時段的已有研究表明，硫酸鹽是重汙染形成的主要驅動物種。重汙染天氣下濃度上漲比較快的有四種物質，分別是硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽和有機物。鄭光潔、賀克斌等學者分析發現，在絕對貢獻上，12月下旬的重汙染期間，硫酸鹽在PM2.5中的質量佔比可達約20%，是佔比最高的單體。
氮氧化物加速硫酸鹽形成
研究結果還顯示，重汙染期間硫酸鹽的迅速生成，主要由二氧化硫和二氧化氮這兩種氣態前體物溶於顆粒物結合水後，在我國北方地區特有的偏中性環境下迅速反應生成的。
賀克斌表示，此次發現的核心意義在於，氮氧化物不僅僅是形成硝酸鹽的前體物，也是硫酸鹽的助推氧化物。「這雖然不是一個新的化學反應，但是以前曾被忽略。」
「會對應急決策和長期控制減排產生影響，讓更加有效合理地把氮氧化物的減排、二氧化硫的減排協同進行的理論依據更紮實。」
根據研究結果，賀克斌指出，如果能把氮氧化物減排提到更優先的位置，可以更加有效地抑制硫酸鹽的形成，重汙染天氣的形成也會「減速」。
重視氮氧化物有利精準治霾
「氮氧化物的主要來源在於燃煤，包括燃煤電廠、工業鍋爐和燒散煤，另外還有機動車。」賀克斌說。
賀克斌認為，根據這個新發現，特別在針對重汙染制定應急方案的時候，刻意把氮氧化物壓得低些，可能效果會更好。在多汙染物協同控制的情況下，對精準治霾的程度也會有助推作用。
■ 追問
12月中下旬汙染為何迅速加重？
氮氧化物濃度明顯偏高
「核心內因是排放，重要外因是氣象。」賀克斌表示，要分不同情況分析。當一次重汙染來時，如果沒有正好趕上開始供暖等大幅度增加排放的影響，其主要原因可以理解為不利氣象條件，這是就某一個過程或幾天來看。而從長時間來看，1990年的排放到現在已經翻了幾番，在多種汙染物排放量都逐年上升的情況下，成霾的氣象門檻逐年降低，即目前排放水平下氣象條件稍微差點就會形成霧霾。因此，排放才是核心內因。
目前我國各類汙染物都是千萬噸級的排放量，並且主要集中在東部偏北，尤其是京津冀，這裡煤耗和排放強度最高，解決問題的根源還是要把排放降下來。
12月中下旬這輪重汙染過程從16日開始，最初一天半還有藍天白雲，隨後汙染物濃度迅速上升。賀克斌表示，這個過程中清華園的監測點數據顯示，空氣中二氧化硫的濃度還偏低，二氧化氮的濃度明顯偏高，硫酸鹽居高不下，最後兩天PM2.5出現「爆表」，這在一定程度上印證了這次研究結果。
氮氧化物減排是否滯後？
「十二五」才納入系統控制
記者梳理發現，「十一五」規劃提出二氧化硫和化學需氧量兩項約束性減排指標，「十二五」規劃才增加氮氧化物和氨氮的減排指標。為何不在「十一五」就對氮氧化物排放實施系統控制？
賀克斌介紹，「十一五」時期，清華專家建議把硫和氮同時進行總量控制，但最後只決定對硫進行控制。「相對於二氧化硫技術，氮氧化物控制技術積累時間相對短，所以當時有點猶豫。」
賀克斌說，在這樣的情況下，二氧化硫在「十一五」期間下降百分之十幾，但氮氧化物上升了百分之三十幾。這個漲幅需要通過兩個五年計劃才能拉回。不過，從2012年開始，氮氧化物開始往下降，2013年因大氣十條實施，減排逐漸與總量計劃脫鉤，目前正加速往下壓。
賀克斌表示，目前電廠已要求做到超低排放，再往後潛力比較小，要加大散煤治理，通過進行煤改電等措施，把煤炭利用形式往電集中。同時，對於未來非電的氮氧化物減排建議也走超低排放技術路線。目前，非電領域減排難度較大，仍需技術突破，化工、水泥和鋼鐵不同行業都在由專項支持進行攻關。
■ 焦點
北京減排重點在機動車
就北京而言，賀克斌表示，氮氧化物來源主要是燃煤和機動車，高排放老舊車、柴油大貨車和散煤燃燒是現階段氮氧化物減排的重點。目前，北京對霧霾的治理包括燃煤、工業企業，機動車、揚塵四大方向。賀克斌認為，機動車是這四大方向中的治理重點。
他建議，一是北京應該考慮加大對國Ⅰ、國Ⅱ的限制。目前剛基本完成淘汰黃標車，下一步要讓高排放的老舊車退出北京。二是重型卡車的氮氧化物減排。
此外，賀克斌還認為，控制散煤燃燒也是需要重視的一環。他說，北京轄區內還有大量散煤，現在採用電代煤，之前用電緊張，散煤用戶也用不起電，目前政府在努力解決，已經開始起到了一些作用。
■ 觀點
研究或誇大二氧化氮催化作用
對於該研究結果，國家城市環境汙染控制技術研究中心研究員彭應登認為，國外幾十年前就有科研成果指出二氧化硫在高溼條件下的非均相氧化與成鹽轉化過程中，僅靠氨的催化作用已極其強烈，二氧化硫和氨的反應被形容為「吸血鬼式」的劇烈反應。所以，在二氧化硫轉化為硫酸鹽或亞硫酸鹽的過程中，二氧化氮的協同催化作用並不是最關鍵的因素。
彭應登認為，誇大二氧化氮的作用並將其上升為汙染治理思路調整依據，是有待商榷的。
此外，彭應登介紹，在北京，二氧化硫不是首要汙染物，特別是在重汙染時並不是太高。針對該研究報告，北京市還沒有調整目前減排措施的必要。
資料顯示，2015年北京SO2（二氧化硫）的年排放量僅4.9萬噸，而同年天津的排放量是25.2萬噸，河北省是152.2萬噸。
「對河北、河南、山西等大部分地區，報告提示的霧霾成因結論有一定價值。」彭應登表示，這些地區空氣中的二氧化硫濃度還很高，排放量基數也比較高，應加大力度減少氮氧化物。
據了解，2015年，北京市氮氧化物（NOx）排放量是16.6萬噸，天津市為20.2萬噸，河北省達209.1萬噸。「在全國來看，北京的氮氧化物屬於低排放水平，甚至低於溫州」，彭應登說，河北省的氮氧化物排放量是北京的12倍以上。（新京報記者 王碩）