“北京藍”常駐背後:一場大氣汙染防治的持久戰

2022年06月07日18:02

高樓在霧霾中若隱若現,咳嗽的人們戴上口罩。2013年,謝金開剛到原北京市環境保護局大氣處工作,她至今仍記得那時的天空總被霧霾籠罩。也正是在那一年,北京開始執行新修訂的國家《環境空氣質量標準》,聚焦PM2.5的大氣汙染防治戰全面打響。

今年1月,北京宣佈——2021年空氣質量首次全面達標,大氣汙染防治工作取得里程碑式突破,其中,PM2.5在9年多的時間里下降了63.1%,相當於平均每年下降約7微克/立方米,被聯合國環境規劃署譽為“北京奇蹟”。

6月6日,北海公園的藍天白雲。新京報記者 王貴彬 攝
6月6日,北海公園的藍天白雲。新京報記者 王貴彬 攝

5年幹掉30微克,這個目標要“跳起來夠一夠”

隨著社會經濟發展,機動車保有量和能耗不斷增長,北京承受著巨大的環境壓力。早在1998年,北京就拉開了大規模治理大氣汙染的序幕。回顧這場曠日持久的大氣汙染防治戰,北京市生態環境局大氣環境處副處長謝金開認為,PM2.5監測元年——2013年,是一個重要的時間節點。

PM2.5也稱細顆粒物,是指空氣動力學直徑小於等於2.5微米的顆粒物,能較長時間懸浮於空氣中,是霧霾鎖城的元兇。

2013年1月,北京PM2.5指數頻頻爆表。“當年1月,北京出現了13天重汙染,整個月PM2.5平均濃度為150微克/立方米,相當於平均下來,每天都是重汙染天。”9年前的數據,謝金開至今仍記得清楚。

面對中國大氣汙染的嚴峻形勢,原環保部(現生態環境部)修訂《環境空氣質量標準》,將PM2.5列為控製指標。2013年,國務院發佈《大氣汙染防治行動計劃》(大氣十條),北京緊隨其後發佈了《北京市2013-2017年清潔空氣行動計劃》。兩個計劃定出一個共同目標——2017年,北京PM2.5年均濃度控製在60微克/立方米左右。

謝金開當年參與了《北京市2013-2017年清潔空氣行動計劃》的編製,談及這一嚴苛的目標,她說,60微克/立方米是經過反複論證、研究得出的。“2013年,北京PM2.5年均濃度為89.5微克/立方米,接近90微克,相當於我們要用5年‘幹掉’30微克,這非常困難。但輕易能完成的目標不是好的目標,科學決策的目標製定,都要‘跳起來夠一夠’。”

此後,北京以超常規措施和力度治理大氣汙染,繼續在燃煤、機動車、揚塵等領域尋找減排空間,一微克一微克地“摳”出了藍天。

織密PM2.5監測網,倒追汙染源

西城區萬壽公園附近的一處綠地旁,一個類似集裝箱的“白房子”正在運行。

房子的頂端伸出幾個采樣頭,將環境空氣樣本抽到房子中,裡面的設備馬不停蹄地分析,得出的汙染物濃度以每小時更新一次的頻率對外公佈。市民打開“北京環境監測”微博,各區的空氣質量指數一目瞭然。

這樣的“白房子”共有35個,構成了北京市PM2.5監測網絡。其中,27個站點為原有點位,監測SO₂、NO₂等汙染物。2012年,北京著手採購PM2.5監測設備,根據PM2.5汙染特點選址,並從2013年起新增5個交通汙染監控點和3個區域背景傳輸點。

2014年,北京每個行政區都布設了1-2個PM2.5監測站,但其建設成本較高,且點位對周圍環境要求嚴格。為提升監測能力,北京市生態環境監測中心大氣室開始接觸便攜式PM2.5監測設備。

北京市生態環境監測中心大氣室主任李雲婷回憶,當時便攜式設備還未量產,大家對其性能、應用場景比較陌生。在組成技術小組後,大家把設備完全拆開進行研究,連螺絲都被擰了下來。他們不僅做實驗評估設備性能,還進行了技術改進,申請了發明專利。

經過一年的研究改進,2015年,便攜式監測設備納入北京大氣環境監測體系。高密度監測網絡有1000多個點位,覆蓋全市300多個街道鄉鎮行政屬地,提供公里級別的空氣質量監測結果,監測數據對街道鄉鎮全面共享。

“我們還基於監測網絡提供的數據,結合氣象、地理信息、汙染源和社會活動等,建立了‘由果到因’的溯源挖掘算法。”李雲婷舉例說,算法可以識別出北京汙染濃度“冒泡”的區域,精準暴露本地汙染排放的高值區,為靶向治汙提供直接依據。

由此,PM2.5監測數據成了治理的“指揮棒”。北京開展大氣PM2.5源解析工作,科學研判汙染來源,並於2014年、2018年、2021年發佈了三輪源解析結果。

“PM2.5來源非常複雜,既有來自各類汙染源排放的一次汙染物,如煙塵、粉塵、黑炭、揚塵等,還有各類汙染源排放的氣態汙染物,如氮氧化物等經過化學反應生成的二次汙染物。”北京市生態環境監測中心主任劉保獻表示,源解析就是建立環境空氣質量與多類汙染源之間的關係,以確定大氣PM2.5汙染治理主要對象和優先順序。

燃煤退出PM2.5主要貢獻源

北京曾是世界上燃煤消費最多的首都,燃煤消費一度占全市能源消費的75%。煤炭燃燒排放大量煙塵、SO₂、NOx(氮氧化物),是大氣嚴重汙染的重要原因。

1983年,剛滿18歲的劉炳瑞來到門頭溝木城澗煤礦上班。“從洞口下井後,我們藉著礦燈的光亮向下走,最遠要走10公里,才能到深500米的井底。”他回憶,當年的作業環境又髒又亂,拉煤時遺撒的煤灰滿地都是,每次幹完活兒,手上、衣服上都黑黑的。

劉炳瑞是門頭溝人,家住千軍台村,冬天,村里家家戶戶燒煤取暖,每家都得儲備3、4噸煤。礦上的好煤塊運往全國各地,有的還出口,村民開著三蹦子、趕著騾子去小煤窯買碎煤末,三蹦子只能開到路邊,剩下的上山路,只能用簍子背煤往上走。

煤末又散又鬆,村民將其摻著黃土一起燒,燒完火,煤灰四散,在屋子裡隨手一擦,哪兒都是一層灰。村里各家的煙囪呼呼冒著白煙,老遠就能聞到一股燒煤味兒。每天早上,劉炳瑞都要早早起床掏灰添火,但屋裡的溫度總也上不來。

2018年12月,木城澗煤礦關停。在礦上幹了一輩子的劉炳瑞有點捨不得,但他更喜歡不再燒煤的取暖方式和京西湛藍的天空。如今,村里用上了政府配送的清潔煤,含硫更低,排放更少。

北京從1998年開始壓減燃煤,並取得一定成果。但2014年北京市PM2.5源解析結果顯示,本地燃煤對PM2.5的貢獻率是22.4%,僅次於機動車,仍是第二大來源。

一場“加碼”版的減煤行動拉開大幕。

2014年至2017年,北京市陸續關停了四大燃煤電廠。2017年11月,北京四大燃氣熱電中心建設完成,北京構建了以氣、電為主要支撐的能源供應格局。“每年可減少燃煤近1000萬噸,全市煤炭消耗總量幾乎砍了一半。”北京生態環境局大氣環境處副處長徐向超說。

供暖鍋爐改造也是一項重要內容。2015年7月,北京市出台了全國最嚴格的燃氣鍋爐氮氧化合物排放標準。2015年到2018年,北京市完成了全市賸餘的近3萬蒸噸燃煤鍋爐清潔能源改造和5萬餘蒸噸的燃氣鍋爐的低氮改造工程。

然而,燃煤鍋爐清潔能源改造工程困難重重。氣源路由改造涉及開膛破路、穿過綠地等,需要市級多部門加快審批、通力協作。“業主單位沒動力改用電和氣,我們不僅要法律標準先行,還要進行經濟補貼。最重要的是,要把氣源按時通到供暖企業,確保老百姓溫暖過冬。”徐向超回憶,曾有一個棘手的燃煤鍋爐清潔能源改造項目燃氣路由設計,反複開了幾十次協調會,最終確定燃氣管線需要下穿河道。然而汛期不能施工,正式供暖前還有點火試運行等程序。為了保證百姓供暖,汛期後,各部門特事特辦,施工人員倒排工期,最終確保工程在正式供暖前完工。

對散煤,北京實施“煤改電”“煤改氣”“優質煤替換”。2015年,核心區率先實現“無煤化”,2018年全市平原地區實現基本“無煤化”。如今,改造範圍已經從平原擴展到山區,截至目前,北京已累計完成130餘萬戶居民“煤改清潔能源”。

2018年,北京第二輪PM2.5源解析結果顯示,在本地汙染源中,燃煤對PM2.5的貢獻率降至3%。可以說,燃煤基本退出PM2.5主要貢獻源行列。

230餘萬老舊車輛被淘汰

近年來,隨著機動車保有量的增長,機動車尾氣排放對大氣汙染的貢獻率越來越高。北京開展的三輪源解析顯示,北京本地來源中,移動源占比始終是“最大頭”。

機動車排放控製始終是北京大氣汙染治理的重點。2015年,北京全域禁行黃標車,成為全國第一個解決黃標車排放汙染問題的城市;2017年,國Ⅰ國Ⅱ汽油車五環內工作日限行;2019年,國Ⅲ柴油貨車全域禁行……北京分階段製定老舊車淘汰方案,推動累計淘汰老舊機動車230餘萬輛。

“淘汰一輛老舊車,每年能減少約83千克汙染物排放。”北京市生態環境局機動車排放管理處副處長連愛萍說,為了加速老舊車淘汰,2020年,《北京市進一步促進高排放老舊機動車淘汰更新方案(2020-2021年)》印發,對報廢或轉出在北京市登記註冊的“國三”車給予相應補貼。

然而,車主在申領補貼的過程中會遇到各種問題:銀行卡存在問題、車主在國外、不會用智能手機……政策執行期間,受疫情影響,很多車主無法前往線下網點辦理,導致政策落地受到較大影響。針對這些情況,北京市生態環境局還對有實際困難的車主開通了特事特辦便民服務流程。

淘汰老舊車是移動源汙染治理工作的一種手段。近年來,北京市統籌“車、油、路”,運用法治、經濟、技術和行政手段綜合施測。在油品標準上,北京領先全國一至兩個階段。目前率先執行最嚴京六B油品標準,源頭推動機動車主要汙染物再減排10%-20%。

通過新能源車路權優先、公交車率先換新能源等政策,同步加快加氣站、充電站等配套設施建設,北京累計推廣新能源車50餘萬輛。

揚塵治理“以克論淨”

除了燃煤和移動源,揚塵汙染也是北京大氣汙染防治戰的攻堅重點。北京1個月內能落下多少塵土?2018年10月的數據顯示——1平方公里平均達6.2噸。除了施工、道路、裸地三大揚塵來源,每年春天,北京還面臨外來沙塵輸入的挑戰。

2018年發佈的第二輪PM2.5源解析結果中,揚塵汙染在本地排放中的占比升至16%,僅次於移動源。當年,《北京市打贏藍天保衛戰三年行動計劃》開始實施,將揚塵作為重點治理的對象之一。從那時起,北京治理揚塵用上了“繡花”功夫。

“塵土在空間、時間上都不固定,量化起來比較困難。”北京市生態環境保護科學研究院研究員樊守彬難忘十年前的場景。為了研究道路揚塵,他和同事跑到馬路上,拿著吸塵器採集道路上的塵土,再把樣品帶回實驗室,分析塵土的粒徑和成分。

馬路上車輛穿梭,采樣難免存在安全隱患。於是,研發人員想到了研發車載監測設備。

2007年初,樊守彬帶領團隊,研製道路塵負荷車載移動監測系統。研發過程中,建立計算模型最難,需要上千條道路現場采樣的原始數據。為了不影響交通,團隊經常半夜采樣,他們將實驗室搬到遠郊、路邊帳篷里,有時一住就是20多天。

2007年,樊守彬和同事在長安街上採集道路塵土。受訪者供圖
2007年,樊守彬和同事在長安街上採集道路塵土。受訪者供圖

2019年,道路塵負荷車載移動監測系統成功應用到北京市揚塵管控工作中。“監測系統就放在車輛的後備廂中,傳感器能對揚塵進行定量抓取,車輛行駛過程中實時監測道路揚塵的濃度”。樊守彬說,監測數據結合車速和氣象參數通過綜合計算模型,得出道路塵負荷的數值。

以往,郊區鄉鎮很少關注道路揚塵問題,覺得大車一過,路上有些塵土是正常現象。基於道路塵負荷的定量化考核數據排名,讓不少鄉鎮意識到差距,及時採取清掃、衝洗等降塵措施。“監測車投入使用後一年,北京市道路塵負荷率下降了26%。”樊守彬說。

“北京‘以克論淨’推進揚塵精細化管控。”北京市生態環境局土壤生態環境處副處長王愛平說,目前,全市搭建了統一的施工揚塵視頻監管平台,粗顆粒物(TSP)監測網絡覆蓋各街鄉鎮,衛星遙感定期巡查裸地,成為指導揚塵管理的有益補充。

2021年,北京的降塵量降至4.1噸/平方公里·月(扣除沙塵),全市粗顆粒物(TSP)濃度同比下降9.2%,道路塵負荷同比下降10.2%。

網格+移動監測,技術支撐精準執法

近年來,有了技術加持,環境執法也更加迅速精準。

2017年,北京市生態環境執法部門添了新“利器”——熱點網格,可以把全市劃分為網格,依託全市分步建設的小微監測站點,對網格實施動態監管分析。哪兒數值高了,監管平台會自動報警。“執法人員不用來回跑腿,執法效率大大提高。”北京市生態環境保護綜合執法總隊一級主辦溫保印說。

他記得,熱點網格剛啟用就派上了大用場。當年8月下旬的一天,執法總隊前往昌平區開展“打散治汙”專項執法。“按照往常,我們要‘掃街’進行長時間排查,才可能找到違規排放源。而那次,我在熱點網格監控平台上看到一個網格發出報警信號。”

順著指示,執法人員立即趕到信號所在的崔村鎮進行排查,發現一個工業大院中有數家企業正在生產,其中有的未按要求安裝廢氣收集和處理設施,有的在生產過程中未啟用廢氣處理設施,執法人員立即叫停違法行為並開展調查處理。

溫保印坦言,執法人員數量有限,鋪開執法無法覆蓋所有區域,以往大家可能會先排查排放量大的工業企業,工業大院里的小企業反而容易成為“漏網之魚”。

熱點網格的使用實現了對違法行為的精準打擊。網格的監管區域包括3km×3km和500m×500m兩個級別,能幫助執法人員快速鎖定排查範圍。

2018年,執法人員又用上了車載監測設備。

房山區有一個區域處於北京和河北涿州交界,執法人員前期排查時發現,有人在此生產砂石料。然而該區域面積很大,且邊界複雜,違法人員經常“打遊擊”。“違法人員的生產設施在一輛車上,執法人員還沒趕到,他們就聞風而動,迅速將設備轉移到邊界外。”

為了“抓現行”,執法人員用上了車載監測設備,車輛在附近巡查時,可以實時顯示PM2.5和PM10的數值,距離越近,數值越高。有了它的指引,執法人員快速到達現場取證,違法人員措手不及,只能老實交代。針對上述問題,京冀兩地啟動了聯動執法工作機制,徹底清除了交界地區的這個汙染源點位頑疾。

溫保印介紹,目前車載設備共有十餘套,可以監測PM2.5、TVOC等7種汙染物。小巧的車載設備長約20釐米,除了放置在車上,還可以由執法人員背至企業內部巡查。

記者瞭解到,目前市級生態環境部門每天會在每個區篩選PM2.5、TVOC、TSP濃度明顯偏高的報警網格、每月篩選報警次數較多或汙染物濃度變化呈現規律性特點的報警網格,並向區生態環境部門推送。區生態環境部門及時對推送的網格開展排查,依法查處大氣環境違法行為。

車載移動式監測設備輔助精準執法。受訪者供圖
車載移動式監測設備輔助精準執法。受訪者供圖

全面達標後,“北京奇蹟”如何延續?

如今,“北京藍”已成為日常景象。

壓減燃煤、淘汰老舊車、降塵……一系列組合拳打出後,看起來難以完成的“60微克/立方米”的目標得以實現——2017年,北京PM2.5年均濃度58微克/立方米,大氣汙染防治工作取得階段性勝利。2021年,北京首次實現各項主要大氣汙染物全面達標,大氣汙染防治工作取得里程碑式勝利。

自2013年監測PM2.5以來,北京市PM2.5年均濃度持續下降,2021年年均濃度為33微克/立方米,創曆史最低,且首次達到國家標準,較2013年的89.5微克/立方米下降63.1%。北京空氣質量改善速度之快,被聯合國評價為“堪稱奇蹟”。

優良天數的數據對比更加明顯。2021年,北京市優良天數達到288天,占全年總天數的78.9%,相比2013年增加112天;重汙染天數降至8天(含3天外來沙塵),比2013年減少50天。公眾的藍天獲得感明顯提升。

對於此次“全面達標”,謝金開覺得是“意料之外、情理之中”。

意料之外,是因為之前他們邀請了高校專家團隊來論證北京市空氣質量改善路徑,大家認為北京要全面達標,可能還需要10年、20年。“情理之中,是因為我們這些年超常規舉措帶來的環境效益集中釋放,也因為近年來在國家統一指揮下開展了大規模的區域聯防聯治,當然也有去年氣象條件較好等綜合因素。”

謝金開坦言,此次“全面達標”,並不意味著北京空氣質量足夠穩定了,可以什麼都不做了。“在現有效益快、成本低的措施全部實施的情況下,北京未來還將採取更精細化、科學精準的措施,進一步減排。”

目前,北京市正在編製“十四五”空氣質量持續改善行動計劃。在謝金開看來,“下一個五年怎麼幹”是壓力,也是動力。

新京報記者 張璐

編輯 白爽 校對 劉軍

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