编者按：最近，北京接连出现雾霾天气，航班延误，高速公路封闭，口罩热销，给人们生活带来一定影响。
日前，大气环境专家邵敏教授在北京大学做讲座，为大家揭秘雾与霾的区别、PM2.5与污染之间的关系以及对人体健康的危害。
●主讲人介绍
邵敏：北京大学环境学院环境科学系教授，北京大学环境学院副院长，北京大学环境科学中心原副主任。研究方向为大气环境化学、有机物分析测量、机动车污染控制等。
●名词解释
PM，英文全称为particulate matter（颗粒物）。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。
开篇的话
航班延误 亲身经历雾霾“发威”
PM2.5大气问题现在成了全社会共同关注的问题，今天和大家做一个深入的交流。
PM2.5到底是怎么回事，怎么去控制？PM2.5是非常学术的东西，进入到千家万户，才被老百姓逐渐了解。
这次我亲身感受了它的“威力”，昨天（12月4日）晚上准备从杭州飞回北京，由于华北的大雾天气，所有到北京的航班都取消了，所以今天（12月5日）早晨坐早班飞机回来，也是为了这场报告会。
大气控制问题，是“十二五”之后，国家在下一个20年的经济增长过程中必须高度重视的重大社会问题。
过去我们一直说治理污染环境非常重要，没有实际的感受。现在这一次、两次事情的发生，大家发现，大气污染还是看得见的问题，最突出的就是灰霾。
霾是什么
取名“烟霞”名字漂亮却有危害
灰霾在香港有一个很漂亮的名字叫“烟霞”，实际上是一种现象，从本质上来讲，它是一个能见度降低的问题，是指能见度低到想看清楚却看不清楚的地步。
能见度下降是什么原因造成的，是雾还是霾？
关于这个争议现在有很多的专业论著，实际上国家气象局对雾和霾有明确的定义，它是操作层次的定义，是根据空气中的湿度来确定的。
如果说相对湿度小于80%，能见度低于10公里，这种现象称之为霾。如果相对湿度在95%以上，这个时候称之为雾。
实际上问题并没有这么简单。大家可能通过近期的报道也发现，雾和霾之间有非常密切的联系。
大家仔细去观察会发现，发生雾天的时候，把雾水采集起来，里面是非常脏的，像这次雾发生的时候，如果说雾气消散了，不是被大风吹走的，是雾滴慢慢干燥的，水被蒸发出去以后，水里面的污染东西会存留下来，这是霾的主要成分，所以说雾和霾有密切的联系。
随着经济的发展，城市化建设不断进行，发生灰霾天气的时候，能见度非常低的时候，就会看到不清楚的景象。
雾与霾的区别 资料来自《中国气象报》
| 霾 |
雾 |
| 组成 |
灰尘、硫酸、硝酸等粒子 |
大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶雾滴 |
| 大小 |
霾粒子直径从0.001微米到10微米不等，平均直径在1－2微米左右 |
从几微米到100微米，平均直径大约在10-20微米 |
| 视觉 |
肉眼看不到，黄色或灰色 |
肉眼可以看到乳白色或青白色 |
| 厚度 |
比较厚，可达1－3公里 |
从几十米到一两百 |
能见度低 基本是颗粒物作祟
看清楚东西有多个方面的影响因素，当你看东西非常清楚的时候，说明中间没有任何的干扰。能见度和消光有关系，消光作用越大，能见度就越低。消光系数由四个方面的因素引起，分别是气体光的反射，气体光的吸收，颗粒物的光反射和颗粒物的光吸收。
所以，我们看到，空气中存在的有害颗粒污染物，它们造成光的散射、光的吸收，也就是造成现在低能见度的主要原因。
颗粒物的吸收和散射加在一起，大概占到消光作用的90%以上，因此可以总结出，我们现在看到的低能见度现象，基本上是由于颗粒物的消光作用所引起的，气体起到一定的作用，但是它的作用非常小。
因此，空气中的颗粒物水平越高，大气的能见度越低，大气的能见度一个是水平的，一个是垂直的。
霾与PM2.5
污染环境小粒子带来大问题
既然是跟空气中的颗粒物有关系，我们再来看看大气中的颗粒物。
大气中的颗粒物还有一个词叫气溶胶，在空气中悬浮稳定存在的气体颗粒。在不正常的天气条件下，大气当中含有大量的颗粒物的粒子，一个立方米有上千万到亿个颗粒物存在，颗粒物粒径非常小，从几个纳米到100个微米，100个微米的颗粒物太重了，从空气中掉下来了，不能在空气中悬浮存在。
这是我们所关注的范围：几个纳米到100个微米的颗粒物。
一个微米大概是头发丝1/20的大小，因此是非常小的，肉眼是看不见的，由于颗粒物遭到的环境污染问题，也称之为小粒子大问题。
消光作用示意图
光→颗粒物→能见度
（颗粒物越多，对光的吸收和散射越多，能见度就越低）
颗粒物存在和消光的相关因素
1.颗粒物的质量浓度。颗粒物中有多少克或者是有多少微克的颗粒物，称之为质量浓度
2.颗粒物粒径的大小
3.颗粒物是土壤层扬尘还是机动车尾气
4.从污染源排放出来的东西和空气变化的关系
5.颗粒物排放出来，在空气中大小也在发生变化
同为颗粒物 PM2.5比PM10危害大
颗粒物的粒径分布是一个非常有意思的问题，我们有一个老师专门做对颗粒物测量工作。
国家第一次制定空气质量标准的时候，当时确定的颗粒物控制目标为悬浮颗粒物，就是100个微米下所有的颗粒物全部采集下来，看它们的质量浓度是不是超标的。
颗粒物消光的作用和粒径的分布有一个很好的关系。颗粒物的消光影响，一个微米以下的颗粒物消光的作用占到了90%以上。
最早是悬浮颗粒物PM100、PM10、PM2.5，现在有很多的讨论，将来可能会逐步朝着PM1的方向去过渡。
因为这样的污染物，相对于传统的二氧化硫来说，给能见度带来的影响更大，所以在下一个阶段里，一个是要确保经济快速发展，另一个是对大气污染实施精确的打击。
PM2.5和PM10的区别
| PM2.5 |
PM10 |
| 大小 |
大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物 |
直径在10微米以下的颗粒物，又称为可吸入颗粒物 |
| 主要来源 |
燃煤排放、机动车尾气的排放、城市中的扬尘、二次粒子等易载带有毒、有害物质 |
城市道路和施工地、裸露地面等环境 |
| 危害 |
在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响较大。PM2.5不易被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病 |
空气中持续的时间也较长，对人体健康和大气能见度影响都很大 |
灰霾天气 PM2.5作用不容小觑
下面的这个问题就是刚才讲的，能见度和颗粒物的“年龄”有关系。刚刚产生出来的微米状况的颗粒物，和空气中待了一个星期，甚至更长时间的颗粒物，给能见度带来的影响是不一样的。
在同样颗粒物的水平情况下，珠江三角洲能见度状况比北京还要差。主要的原因是珠江三角洲地区的湿度大，在相对湿度为80%的情况下，比干燥状况消光要高50%，90%的情况下比干燥的情况下消光程度要大一倍了。
所以说同样的指标浓度，同样大小的颗粒，在不同的相对湿度条件下，消光作用是不同的。
北京市在各项大气污染的控制过程中，在全国走在最前面。1998年北京市环保局专门列了一个“蓝天工程”的项目，由北京大学牵头来做。为什么北京市的大气能见度出现了问题？研究发现，霾是造成能见度下降的主要原因，也是PM2.5所造成的。
细心的同学会发现这个问题，在讲PM10质量浓度的时候，冬天燃煤季开始时，能见度就会下去。
PM2.5就没有这样的规律。PM2.5在夏天的时候同样会给能见度带来很大影响，它和PM10是不同的。
大家坐飞机去观测的话可以看到，在3500米的高度上，蓝天白云非常好，逐渐往下降的时候，会发现能见度逐步恶化，这是一个非常直观的问题。
为什么能见度会持续下降？非常重要的原因就是和空气污染的状况有关。所以空气污染是造成灰霾的内因，天气条件是外因。
PM2.5危害
能够跨越国界 辐射效应强
既然造成能见度下降的内因是PM2.5，我们现在所面临的情况，是一个什么样的状况？谈到PM2.5的时候，问题就变得比较沉重了，这个事情没有那么简单。
从最近发表在国际期刊上的PM2.5全球分布图可以看到，北美、欧洲、非洲等地方，一直到亚洲，我们国家基本上在东部沿海的地方，是PM2.5污染比较严重的地区。
我们国家从“十二五”开始要实施PM2.5标准，既然进入到了历史时期，环境检测也应该进入了新的历史检测时期，检测PM2.5的问题。
第一个问题就是影响，灰霾降低大气能见度影响交通的问题。
还有一个问题更加严重，就是有毒有害，威胁人体健康。
第三个方面的问题，它会长距离的输送，造成的后果不再是一个层次的问题。
它是跨越省际边界，甚至跨越国家边界的问题。它不仅是区域性的问题，还具有非常重要的辐射效应，进而影响全球的气候变化，因此成为现在全球气候变化当中研究最热点的问题。
由于有这么多方面的影响，PM2.5成了大明星，很多人都去关注它，都去关注灰霾的问题了。
影响人体健康 能侵入肺泡
PM2.5对人体健康的影响是非常清楚的，大家有切身的体会。
我们的呼吸道有非常复杂的结构，如果颗粒物越大，它不容易拐弯，就越容易沉降，会沉降到口腔和鼻腔的部位。
越小的颗粒物，它的运动能力和气体一样，可以穿过非常复杂的支气管，进入到肺泡。从沉降的特性大家可以看到，越小的颗粒物沉降越大。
还有一个很重要的原因，就是颗粒物越小，它吸附能力越强，表面粘各种各样的物体越强，对健康的威胁越大。
它对人体健康的影响，现在研究比较多的是对呼吸系统、心血管系统的影响。其实细颗粒的污染对人体的影响是全方位的，包括神经系统等等。
世界卫生组织也公布了一个指导值，世界各国根据自己的环境状况、社会经济状况等，去选择适合本国的PM2.5要求。
颗粒物增加 对健康危害也在增加
在全球有重大影响的对PM2.5和人体健康的研究中，哈佛大学做过一个研究。
这个研究是研究不同的颗粒物在暴露水平下对健康的危害，它第一次提供了比较实证的实验，说明了随着颗粒物的增加，对健康危害也在增加，而且几乎是一个线性的关系。
颗粒物的健康危害随着研究的深入不断得到证实，有很多研究把PM2.5列为可疑的致癌物质。
一项研究把PM2.5和吸烟的影响作了对比，一个人一天抽一盒烟，暴露剂量非常的高，大概是颗粒物水平的100-200倍，但它们的风险相差不大。
这就意味着在高颗粒物浓度水平下，颗粒物的健康危害是非常严重的。被动吸烟可能比主动吸烟健康风险来得更大。
最后一个问题，就是颗粒物在气候变化中的作用。
PM2.5虽然有远距离输送的性格，但在全世界分布是不均匀的。不同的地方颗粒物的差别非常大，造成的辐射影响在全球是不均匀的，因此这个问题在气候变化研究过程中是最大的不确定因素。
PM2.5来源
污染物变身 空气中形成新污染
你要研究PM2.5怎么样去实施控制，最关键的部分，就是了解PM2.5的来源。
前面反复强调过，PM2.5和PM10的来源是不一样的。最大的不一样，就是（PM2.5是）二次离子，由气体向颗粒物转化所生成的离子。
这种离子不是直接来自于污染源的排放，而是二氧化硫等组分在空气中发生转化以后生成的颗粒物。
这种颗粒物叫做二次颗粒物，直接排放出来的叫一次颗粒物。
过去的IPI指数（IPI 工业生产指数，是西方国家普遍用来计算和反映工业发展速度的指标，也是景气分析的首选指标）就这三项：二氧化硫、二氧化碳、可吸入颗粒。
我们在前面反复强调，对人体健康也好，对气候影响也好，对能见度影响也好，更重要的是臭氧和PM2.5。
我们看到，2004年在珠江三角洲检测的结果显示，硫酸盐、硝酸盐和颗粒当中有机物的组分，是非常的复杂。
这三类的组分基本来自二次转化，或者是直接来自污染源的排放，在大气质量浓度中超过了50%以上。
因此我们说一次污染和二次污染的时候，二次排放占到了非常大的部分。这在北京也有类似的结果。
过去认为长江三角洲的地区空气会好一点，这次去调研发现，并不是这样的，可能是相对来说更严重一些。
来源复杂 PM2.5需联合防控
不只是冬天容易出现灰霾天气，夏季在合适的阳光下，也容易造成非常强的PM2.5的浓度，这是二次污染物典型的污染过程。
基于很多研究手段和测量工作，我们可以去探索污染物的来源，分析不同的排放源在PM2.5当中浓度的分担率，这在不同的地方会得到不同的结果。
但总的来说，PM2.5是一个综合的污染物，而不像过去在讲二氧化硫、二氧化碳、PM10的时候，讲的是直接污染物，是直接从污染源排放出来的。
把二氧化碳的排放源控制住就可以控制二氧化碳，把氮氧化物源控制住就可以控制氮氧化物，把PM10排放源控制住就可以控制PM10。
但是PM2.5有50%—70%是来自二次源，你需要控制许多污染物，比如控制二氧化碳，需要控制很多的东西，因此进入到了多污染物联合控制的阶段。
不同的研究区域在不同的季节，会得到不同的结果。随着我们国家社会经济的发展、产业结构的变化和能源结构的变化，排放源的贡献发生了非常大的变化。
如何防控
任重道远 复合型污染日益加剧
因此，我们说从灰霾看大气污染的问题，PM2.5是其中一个典型的代表。以它为代表显然是我们现在大气污染的特征，这意味着大气污染发生着非常剧烈的变化。这个变化体现了两个特点：
一、我们现在所关心的大气污染已经是一个区域性的问题，不再是一个城市控制住二氧化硫、氮氧化物、PM10（就行了）。
二、进入了复合型的阶段，我们国家的空气污染非常特殊，在发达国家基本解决了煤炭（污染）的问题之后，又出现了机动车的问题、气候变化的问题。
我们国家城市化的速度、经济增长的速度太快了，发达国家差不多100年走的路，我们二三十年就走完了。所以污染也在非常短的时候内集中爆发起来。
煤燃烧以及和它相关的问题，还没有很好的解决，甚至还在有所发展，又出现了其他的问题，形成各种问题交织在一起的污染现象。
这些污染不是简单的叠加，都是在空气中发生的，有非常紧密的联系。臭氧和细颗粒（PM2.5）的问题，不是两个独立的问题，而是一个问题。
因为在地表，由于人为活动，排放出来的大量污染物进入到空气中以后，会发生很多的事情（经过二次转化，形成新的污染）。
我是专门研究规范性有机物的。规范性有机物和氮氧化物，在阳光的作用下会发生非常复杂的反应，造成臭氧的累计和大气氧化能量的增加。
大气氧化加快以后，会加速二氧化硫、氮氧化物向颗粒物的转化。
二氧化硫实际上是得到控制了，可是下酸雨并没有得到很好的解决，这跟氧化的作用可能有非常大的关系。
因此这些问题相互交织在一起，这种污染现象，我们叫做大气复合污染。这种大气复合污染的复杂程度，在世界上非常少有。
对付污染 我们有成功经验
因此今后20年，要实施大气污染控制，要面临非常独特和艰巨的任务。但是我们也不用那么悲观，我们过去做了很多伟大的实验，最早的一个实验就是2008年北京奥运会。
北京奥运会、上海世博会、广州亚运会的时候，所有参加的人是一样的，不知道会不会成功，因为过去没有做过这样的事情。但是这些事情做完了以后，三个城市空气质量保障的工作，都是各项措施中最成功的，蓝天白云确实在这些城市看到了，这里面有很多的经验值得总结。
作为一个成果的体现，从去年5月份开始，国务院发布了关于推进大气复合污染联防联控工作的指导意见。
从“十二五”开始，国家正式进入到大气复合污染联防联控的新阶段，联防联控最主要的目标，就是把臭氧和PM2.5的控制纳入到国家环境管理的范畴。
在国务院的意见指导下，环保部开始部署国家三区九群（“三区”指京津冀地区、长三角地区、珠三角地区，“九群”指辽宁中部城市群、山东半岛、武汉及其周边、长株潭、成渝、海峡西岸、陕西关中、山西中北部和乌鲁木齐城市群）的大气复合污染联防联控规划工作。
联防联控的目标非常明确，就是控制臭氧和PM2.5，同时要实施二氧化硫、二氧化碳、PM10等有机物的协同控制。
过去20年，中国经济增长的奇迹在东部沿海的地区，最有代表的三个地方就是京津冀城市圈、长江三角洲城市圈和珠江三角洲城市圈。
从现在开始到2020年，中国经济还要翻上一番，这靠两个发动机，一个是城市化、一个是工业化。
因此国务院将三区九群来做大气复合污染联防联控，臭氧和PM2.5的控制工作，实际上在全国已经铺开了。
这个事情要紧锣密鼓地做起来，因为污染不马上实施控制的话，会发展得非常快。
我们前面关心灰霾的问题、臭氧污染的问题，会不会从沿海城市圈，由于城市圈的范围向中部和西部发展，污染会不会扩展过去。
三个城市圈的污染会不会连成一大片，如果连成一大片，会形成巨大规模的大气负荷污染圈。它的影响范围是上百万平方公里，上亿的人口。
未来防控 要综合性考量
现在大家收入提高了，住房条件改善了，对大气能见度的问题也更关注了。尤其是在见到了蓝天白云之后，又出现这种现象（灰霾天气）大家是接受不了的。
大气能见度的改善，将是一个长期的国家战略，这个长期的国家战略不是随便说说，它是有科学道理的。
前面提到过，能见度和颗粒物的浓度之间是一个反相关的关系，PM2.5质量浓度高的时候能见度就很低，PM2.5质量浓度低的时候能见度就好。
我们举一个例子，比如说，以平均80微克立方米的PM2.5浓度水平来看，我们通过五年、十年的艰苦努力，使空气中PM2.5的质量浓度下降一半，变成40微克立方米。
40微克立方米的控制是了不起的事情，我们控制质量的标准为35微克立方米，40已经很接近了。
但是这样大力度的空气质量的改善，在能见度上的收益只有这么一点点，因为我们处在这样一个区域里面，它是非线性关系的。
国家“十二五”期间要做氮氧化物的总量控制，如果只控制氮氧化物，不控制其他的，比如说规范性有机物，很可能造成臭氧反弹，因为臭氧和氮氧化物有非常复杂的反相互关系。
因此也有朋友在问，什么叫大气多污染物的协同控制，协同控制在考虑一个问题的时候，要把其他问题综合的考虑。
我们所要实现的是环境目标，要实现臭氧和PM2.5浓度同时下降，酸雨问题的减少，二氧化硫、氮氧化物、PM10的减少。
要实现这些目标的减少，污染源就要有机地协调起来，不能解决一个问题又造成新的问题。因此这种大气复合污染的控制，需要比较长期的努力，另外需要扎实的基础研究工作和决策管理工作之间有机地协调。
在这种时候，全国公众也好，媒体也好，学者也好，政府也好，这么关注这个事情是一件好事。
希望国家实现经济增长的同时，能够真正为可持续发展铺平道路，在这个过程中，解决大气污染的问题，这不仅是对中国本身的贡献，也是对全世界的贡献。