2015年各领域对空气污染物的贡献(来源：国际能源署)

由于近期中国出现了大范围严重雾霾，“雾霾真能危害健康吗”又引起了争论。那么，雾霾是什么？雾霾是怎么形成的？雾霾中的污染物来自何方？雾霾对人的健康有何影响？本文结合世界能源署和世界卫生组织的权威报告，帮助读者解开这些谜团。

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雾霾源自能源开采和使用

雾霾是严重的空气污染，而空气污染指空气中聚积对环境和人类有害的固体、液体和气体物质。

火山、森林大火等自然因素可造成空气污染，但这类污染是不可控制的，况且对空气污染的影响很小，一般在研究时不作考虑。所以，说起空气污染，一般是指人类活动带来的空气污染。

严格地说，人类的任何生产活动和任何生活活动都会向大气中排放污染物，但是，很多活动排放的污染物微乎其微，不会对空气质量带来可以观测的改变。现在人们说的空气污染，主要是来自能源。2016年6月国际能源署发布的《能源与空气污染》报告所指出，人类对能源的开采与使用是造成空气污染的“唯一重要原因”，空气中85%的颗粒物和几乎所有的硫的氧化物及氮的氧化物来自能源。

按照国际能源署的解释，雾霾的主要成分就是颗粒物、二氧化硫和二氧化氮。空气中的颗粒物分两种，一种是粒径小于或等于10微米的颗粒物(PM10)，另一种是粒径小于或等于2.5微米的颗粒物(PM2.5)，当然，PM10包含了PM2.5。

国际能源署的报告显示，2015年，世界人类活动共向大气中排放了8000万吨二氧化硫；排放了3200万吨PM2.5；排放了1.07亿吨二氧化氮，排放的二氧化氮中，交通运输工具排放占50%，工业排放占26%，发电排放占14%。

不少读者知道各种燃料在燃烧时会排放污染物，其实，由于化石能源的开采要破坏地表植被，导致水土流失，扬尘增加，空气中的颗粒物很大一部分来自化石能源的开采。例如，煤炭的开采、清洗、运输，除了释放大量颗粒物外，还伴随着二氧化硫、甲烷等污染物质的释放。石油精炼时排放的污染物更严重，石油和精炼后燃油的存放也会向大气中挥发有机污染物。燃油大部分被交通工具消耗，要排出大量污染物，而每天不计其数的汽车要加油，加油过程也同样会排放不少污染物。

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把工厂迁出城区并不能根治雾霾

不要以为把工厂迁出城区就能根治雾霾，因为把工厂迁出城区只是地理位置改变了，并没有减少排放量，工厂在郊区仍在排放，排放到大气中的污染物会飘移到城区。

对现代城市而言，交通工具排放是城市内部雾霾形成的主因，这是因为，交通工具排放的污染物质贴近地面，很难快速扩散，聚积起来浓度大，很容易形成雾霾。而城外的工厂，由于排放的污染物通过烟囱进入高空大气层，更容易扩散，形成雾霾的机会就小些。

我们不要忘记，大气是流动的，一地的空气会流动到另一地，而且流动范围很广，几十公里，几百公里，甚至是全球性的。某一地区排放的空气污染物质，由于它们在空气中悬浮的时间较长，有时达数年之久，随着大气的流动，这些污染物就会污染到其他地区甚至其他国家。例如，巴黎的空气污染，在多数情况下来自巴黎之外的欧洲其他地区。

目前，世界上54%的人口生活在城市，这些人口从事的经济活动占世界经济总量的80%。城市人口密度、交通流量、交通拥堵程度、建筑密集度、建筑物的高度，都会对城市空气污染带来影响。以城市建筑来说，建筑越密集，建筑物越高越不利于大气对流，不利于空气中污染物质的扩散，更容易形成雾霾。

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化石能源扮演着雾霾形成的重要角色

二氧化硫主要来自煤炭，而二氧化氮主要来自石油。虽然所谓的新能源已倡导多年，但目前世界上仍以化石能源为主。1989年，煤炭、石油、天然气占世界能源消耗总量的81%；到2014年，上述三种化石燃料的消耗仍占能源消耗总量的81%。这期间，石油的份额由37%降到31%，但煤炭的份额却由25%升到28%，天然气的份额由19%升到21%。

由于各国能源利用效率和洁净能源技术标准不同，各种能源燃烧时排放的污染物质差别很大。以煤炭为例，燃煤发电排放的二氧化硫为每百万石油当量排放1000吨至30000吨。汽油小轿车排放的二氧化氮为每百万吨石油当量排放1400吨，柴油卡车排放的二氧化氮为每百万吨油当量排放5万吨。

百万吨油当量就是一种燃料燃烧发出的热量相当于100万吨原油燃烧所产生的热量所需要的量。1吨石油当量为41.868吉焦(1吉焦等于10亿焦耳)。

天然气化石能源是污染最轻的，因为出于安全和减少对输气管道的腐蚀考虑，天然气开采出来立即被脱硫。

由于燃料的品质差别很大，再加上燃烧技术的不同，排放差异很大。同样的汽车，加注不同品质的汽油排放的污染物就不同；同样品质的汽油加注到不同发动机技术的汽车里，排放的污染物照样不同。所以，对空气中污染物的来源分析必须考虑到本国的燃料品质和各种燃烧技术水平，不可直接套用别国数据。

煤炭虽然比石油污染大，但煤炭大多是大批量使用，95%的煤炭被用作工业生产和发电。而石油主要用于交通工具，大多是分散使用，55%的石油用于交通工具，10%用于农业和居民生活，35%用于发电和工业生产。每次加注一辆汽车也就几十升油，在一次次的机动车燃油加注过程中也带来跑冒滴漏污染。所以，同一种燃料大批量使用比零星使用排放的污染要小得多，虽然使用石油要比使用煤炭排放少，但由于石油主要分散使用，其排放总量仍是巨大的。

必须清楚，空气污染的直接原因虽然是排放，但与气象条件密不可分，如果风速大、气象条件好，即使排放量大也不至于形成雾霾。气象因素是不可控的，刮风下雨、温度变化是老天爷的事，人所能控制的就是减少排放。所以，消除雾霾别无他法，就是减少排放。

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各领域对雾霾的贡献

发电是全球大气中二氧化硫的主要来源，2015年全球向大气排放二氧化硫总量为2700万吨，其中发电排放的二氧化硫占三分之一。煤炭发电排放的各类空气污染物占发电各类空气污染物排放总量的比例是：二氧化硫占75%，氮的氧化物(主要是二氧化氮)占70%，PM2.5占90%。从2005年至2015年的10年间，煤炭发电总装机容量增长了34%，但由于清洁能源技术的应用，发电领域的二氧化硫、氮的氧化物和P2.5的排放量分别下降了55%、34%和32%。这说明，治理空气污染并非遥不可及，经济发展与控制污染并不矛盾。欧盟、美国和日本从20世纪70年代起就出台了煤炭发电排放标准，对发电煤炭的品质和排放的污染物浓度都有严格的标准，重罚不达标发电企业。

工业生产排放的二氧化硫、氮的氧化物和PM2.5分别占全球这三类空气污染物排放总量的50%、30%和30%。工业生产排放的二氧化硫和氮的氧化物主要来自燃料的燃烧，而PM2.5则主要来自产品的生产过程。水泥、钢铁、石油精炼、造纸、炼铝均是工业排放大户。

在氮的氧化物排放总量中，交通运输排放为5600万吨，占了一半；在来自能源的PM2.5排放总量中，交通运输的排放占10%。

不要认为汽车排放的污染物都出自排气管，汽车磨损、腐蚀、各种有机物的挥发等仍然向大气中释放污染物质；轮胎和刹车片的磨损，都散发出大量颗粒物；汽车停在那里不动照样向大气中排放污染物质。

城市更容易产生雾霾，这是因为居民密度大，燃料消耗大，车多交通流量大。国际能源署特别提醒，空气污染不要只看到工厂的烟囱，也要看到地面上川流不息的汽车上的烟囱。对港口城市来说，空气中的污染物来自船舶的排放占一定的份额，因为船舶耗油量巨大，在港口停泊装卸货物期间发动机仍要运转，一些港口城市空气中的二氧化硫几乎一半来自船舶排放。

2015年，世界居民生活排放的PM2.5占世界排放总量的55%，居民生活氮的氧化物排放量占世界排放总量的5%，二氧化硫排放量占世界排放总量的7%。对于居民生活的排放，主要是一些国家使用木材、植物秸秆做燃料做饭和煤油点灯照明所致。

读者一定要注意，由于各国能源结构不同，各领域对雾霾的贡献不尽相同。澳大利亚昆士兰州政府发布的数据显示，昆士兰州东南部的空气污染，汽车尾气贡献份额占70%，该州平均每辆轿车每年排放6吨污染物质。

美国加利福尼亚大气资源局的研究报告称，加利福尼亚南部的空气污染，汽车尾气要占一半的责任。

芬兰环境学院2008年的一份研究结果显示，芬兰全国PM2.5排放最多的是生活木材燃烧，占25%；其次是汽车尾气，占19%。之所以生活木材燃烧对PM2.5的贡献大，是因为芬兰居民取暖会烧掉很多木材。要知道，这里的汽车尾气PM2.5的贡献率为19%是全国数据，而非大城市数据，大城市的数据要远远高于此比值。

法国《世界报》2013年12月发文称，法国的空气质量在过去10年内大大改善，但是，由于燃烧产生的PM2.5对人的健康的危害并未减轻。根据大气污染跨行业研究中心的研究报告，法国全国PM2.5主要贡献者为工业生产，占31%；其次是居民取暖木材燃烧，占30%；农业肥料贡献20%；汽车尾气贡献15%。注意，这里的汽车尾气PM2.5的贡献率为15%也是全国数据，并非城市数据。

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雾霾对人类健康的影响

世界卫生组织国际癌症研究机构于2013年发布的一项评估报告认定，室外空气污染对人类有致癌作用，空气污染的颗粒物质成分与癌症，特别是肺癌发病率的增加有极密切的关系，与尿道/膀胱癌的增加也有关联。

根据世界卫生组织的估算，2012年，世界有300万人因室外空气污染过早死亡，其中72%是缺血性心脏病和中风所致，14%是慢性阻塞性肺病或急性下呼吸道感染所致，14%是肺癌所致。2012年全球有650万新生儿死亡案例是因空气污染所致，占新生儿死亡人数的九分之一；空气污染是5岁以下的儿童肺炎死亡的主因；在早产死亡的婴儿中，超过半数是空气污染所致。因空气污染造成的世界人口寿命缩减总量为22200万年。

2016年9月，世界卫生组织重申，空气污染是影响健康的一个主要环境风险；通过降低空气污染水平可减少因中风、心脏病、肺癌以及慢性和急性呼吸道疾病的致死率，包括哮喘导致的疾病负担。

2016年6月国际能源署发布的《能源与空气污染》报告指出，空气污染是一种重要的公共卫生危机，全球每天有18000人因空气污染过早死亡，死亡人数远远超过艾滋病、结核病和交通事故死亡人数的总和。

雾霾不只是空气污染问题，它会给整个生态环境带来长期危害。例如，空气污染形成酸雨，酸雨会污染河流、湖泊、土壤和地下水源，农作物、家禽、牲畜和鱼类等在污染的环境下生长或食品在污染的环境下加工，这些污染物质就进入了食物链，人吃了有毒的食物当然会损害健康。污染一旦进入食物链，对人类健康的危害是几十年甚至几百年。

空气污染是继高血压、糖尿病和吸烟之后第四大危及健康诱因，雾霾对人类健康的危害程度在国际上已形成共识。

另外，空气污染造成的经济损失难以估量。2010年，欧盟因空气污染带来的医疗开支为4400亿美元至12500亿美元。2012年，欧盟对大约1%的工业大型生产设备取样研究分析，空气污染造成的大型设备损失为550亿美元至1550亿美元，由此可以推算，空气污染导致欧盟每年有大约1万亿美元的工业大型生产设备损失。

2011年，美国空气污染对人的健康和环境损害造成的经济损失高达2万亿美元。世界银行2013年公布的报告显示，2009年印度空气污染造成的经济损失为1600亿美元。

空气污染也导致农作物在同等条件下减产，让畜牧业和渔业产出减少，增加世界饥饿人口，诱发地区冲突和战乱。

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雾霾中 三种主要污染物 诱发的疾病

上文已述，雾霾的主要构成污染物是颗粒物、二氧化硫和二氧化氮。下面，我们看看这三种污染物的毒性是怎样的。

世界卫生组织认定，空气中可吸入颗粒物对人健康的影响要大于其他污染物，粒径越小危害越大，PM2.5的危害比PM10更大，这些颗粒物能渗透并深深嵌入肺部，长期吸入颗粒物可能导致罹患心血管和呼吸道疾病以及肺癌，颗粒物浓度升高与死亡率或发病率的增加有着数量上的密切关联；相反，如果颗粒物的浓度降低，则相关死亡率也会降低(假定其他因素保持不变)。

2011年5月出版的《柳叶刀》刊文指出，由于空气中的PM2.5很大一部分是由汽车尾气排出的，汽车尾气是最危险的致心脏病因素，7.4%的心脏病患者是由汽车尾气引起的。PM2.5可引发肺癌、慢性阻塞性肺病、心脏病、结核病、白内障和喉癌。

二氧化硫可影响呼吸系统和肺功能，并刺激眼睛。呼吸道的炎症导致咳嗽、粘液分泌、加重哮喘和慢性支气管炎并使人们更易患呼吸道感染。空气中二氧化硫浓度升高，因心脏病去医院就诊的人增多，死亡率增长。

当二氧化氮短期浓度超过每立方米200微克时，它是一种引起呼吸道严重发炎的有毒气体。流行病学研究表明，哮喘儿童发生支气管炎症状的增多与长期接触二氧化氮有关。目前在欧洲和北美一些城市中肺功能减弱现象的增加也与二氧化氮的浓度有关。

世界卫生组织编制的《空气质量准则》规定，空气中污染物不会明显危害人类健康的临界点数值如下：年平等浓度PM2.5为每立方米10微克，PM10为每立方米20微克，二氧化氮为每立方米40微克；24小时平均浓度PM2.5为每立方米25微克，MP10为每立方米50微克，二氧化硫为每立方米20微克；1小时平均浓度二氧化氮为每立方米200微克，10分钟平均浓度二氧化硫为每立方米500微克。空气中污染物的含量超过上述浓度就会对人的健康带来明显危害。

即使空气中污染物的浓度低，如果长时间暴露在这样的空气中，也会受到和短时间暴露在空气中污染物浓度高的空气中一样的伤害。年少者和年老者更容易受到空气污染的伤害。

刘植荣