汽车时代何以突围重重雾霾？
今年国家自然科学奖二等奖的41项获奖项目中，有一项格外切合近期的热点话题—“中国大气污染物气溶胶的形成”。在年初以来一波接一波的雾霾天气里，这项国内首个揭示PM2.5来龙去脉的系统研究，现实意义不言自明。
也正因为身处这样的雾霾中，该研究领衔完成人、复旦大学大气化学研究中心主任、环境科学系教授庄国顺在获奖后接受采访时，言谈中仍难有几分轻松。
机动车对空气污染有多少“贡献”？
城市雾霾天气的主要成因，是如今家喻户晓的PM2.5（细颗粒物），而PM2.5总量的80%以上是硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶等，在科学上统称为气溶胶。
庄国顺教授等此次获奖的研究，正是揭示了这些肉眼看不见的微小颗粒，究竟是如何形成、如何变化，又是怎样影响人们赖以视物、赖以呼吸的空气。研究表明，行驶在全国大小道路上的上亿辆汽车，已成为国内气溶胶污染物的主要“贡献者”。
机动车尾气排放的氮氧化物与氢化合物、油微粒等，在空气中发生化学反应，组成了气溶胶中硝酸盐、有机物和元素碳的主要来源。它们又与沙尘、海盐等自然气溶胶混合并相互作用，形成复合污染物，吸收和反射阳光，使空气变得昏暗污浊。
庄国顺介绍，空气中的硝酸盐污染物主要来自汽车废气排放，而硫酸盐污染物多由工业排放尤其是燃煤产生。因此分析两者在空气中的相对比值，就能大体判断汽车废气排放在空气污染中的相对比重。
“以上海为例，2003年硝酸盐与硫酸盐污染物之比为3∶7，如今已接近1∶1，这意味着机动车排放的比重已接近工厂排放，还大有赶超之势。”庄国顺说，“机动车的污染来自尾气、扬尘两方面，扬尘并不包括在估算中。再加上汽车发动机在堵车空转时不完全燃烧，产生更大污染，所以实际上交通问题产生的污染比我们的估计还要严重。”
他表示，近几年我国通过大力实施脱硫脱氮等环保工艺改造，工业废气排放产生的二氧化硫和氮氧化物比十年前有所减少；但汽车数量却快速增长，汽车废气排放也逐年走高。
研究表明，人的鼻腔可以挡住粒径10微米以上的颗粒物，粒径2.5微米至10微米之间的颗粒物也可通过痰液排出或被鼻腔内绒毛阻挡。而直径小于或等于2.5微米的PM2.5，却能直接侵入下支气管和肺泡的毛细血管中，不易排出体外。加之汽车尾气的排放高度仅略高于地面，比高处的烟囱废气更易被人体吸入，对健康危害更大。此外，气溶胶还会减少到达地面的阳光，造成农业减产。
国内汽车污染为何比国外严重？
自1998年开展项目以来，庄国顺教授项目组的研究表明，我国已成为全球PM2.5污染最严重的国家之一，许多地区的PM2.5浓度远远超出世界卫生组织的空气质量标准（单日均值25微克/立方米，年均值10微克/立方米），并在华北平原、长三角、珠三角和四川盆地形成了四大灰霾区。
“综合考虑影响范围、持续时间、污染物浓度，以及颗粒物扩散的气象因素，今年1月以来我国的雾霾天气，可能是人类历史上规模最大的一次PM2.5污染事件。”庄国顺表示，近期雾霾对人体健康的伤害，更甚于2000年前后席卷华北的沙尘暴。
不过，至今为止我国的汽车总量仍不足美国的一半，北上广的汽车数量和密度也并不比纽约、东京、伦敦、巴黎等西方超大城市更高。那么，为何我国由汽车导致的空气污染，会比发达国家更严重呢？
原因之一是国内的汽车排放标准、燃油质量标准不够严格。今年2月1日起，北京市将在全国率先对新增机动车实施京V排放标准，加严了氮氧化物等污染物的限值。但总体而言，我国的机动车排放标准目前仍与发达国家有较大差距，主要原因在于燃油标准过低（尤其是含硫量过高），以及汽车缺少尾气排放控制装置。
不合理的城市规划也加剧了汽车尾气污染。上至“首堵”北京，下到十几万人的小县城，堵车在全国各地几成家常便饭。摊大饼式的城市布局，欠完善的公共交通，让许多市民只得依赖私家车频繁往返于郊区与市中心之间；道路设计的种种缺陷，让城市交通更加脆弱，助长了堵车的常态化；郊外植被的破坏和市区绿化的滞后，增加了扬尘，削弱了植物对PM2.5的吸附作用。
空气污染影响范围究竟有多大？
十多年来，庄国顺教授研究团队的足迹转战我国西北、华北和东南沿海，从天山、戈壁、市区到海岛，采集到多达一两万的研究样本。
研究发现，来自我国新疆、黄土高原和内蒙古的沙尘，几天之内就能随风飘到东南沿海。在这段不算短的旅途中，天然沙尘与人工排放的污染物发生了混合，相互间不断进行化学反应，使沙尘中的碳酸盐逐步转化为酸性更强的硫酸盐等二次污染物。从新疆、内蒙古一路到上海，沙尘的酸性逐渐增加，测到最高的一次增长了100倍。排入大气的多种有毒烃类和重金属，也在这个过程中与之“同流合污”。
庄国顺强调，正是由于气溶胶可以在大气中长途跋涉，污染程度逐步增强，导致了雾霾天气可以轻易跨市，跨省，乃至在中东部广大地区形成“雾国”。“大气污染问题已经不是一个城市可以解决的局部问题，这是一个区域性的问题，在某种意义上，大气污染是一个全球性的问题。”因此，仅仅“头痛医头，脚痛医脚”地治理几个空气污染较严重的城市，已不能解决根本问题。
“北京、上海哪怕制定多么严格的机动车限行，或是把工业生产都外迁出去，也不能显著改善城市空气质量。”庄国顺表示，“需要打破区域界限，制定统筹安排、联合防治的空气污染治理措施。”
值得注意的是，气溶胶长途跋涉的特性，使它们不仅降低城市上空的空气质量，也会将污染物带进并没有多少汽车和工业的乡镇、农村甚至人迹罕至的区域，并溶入土壤和水体之中。对于气溶胶污染物的生态影响究竟有多深远，恐怕还需要更加长期深入、涉及更多领域的研究。
——释疑——
严格控制汽车排放标准，我们仍可拥有更多蓝天
庄国顺1998年留学回国时，京津华北地区正饱受沙尘暴之苦。不过当时公众乃至政府部门的注意力都集中在沙漠化问题上，沙尘中的细颗粒物污染并未引起关心。庄国顺等一批最早在国内开展PM2.5研究的学者，许多年间的呼吁声都游离在媒体和决策层之外。
今年年初，庄国顺研究团队的成果终于获得了国家自然科学奖的肯定，媒体及公众要求改善空气质量的呼声空前高涨，针对PM2.5的监测体系也在逐步搭建。亡羊补牢，是否还为时未晚？
“伦敦早就摘掉了‘雾都’的帽子，美国的酸雨问题也在上世纪90年代后得到了解决。只要下定决心治理，雾霾天并不是无法解决的。”
庄国顺认为，加强污染机理研究、提高环保治理投入只是一方面，更根本的是需要全社会、需要决策层认识到片面重视经济增长，以及高耗能、高消费的生产生活方式，已经给我们赖以生存的环境带来了多么严重的代价。“发展的根本目的是改善生活质量，但如今的空气污染带来的可不只是堵会儿车、咳嗽几声的小麻烦，而已经给人们的基本健康造成了威胁。”
庄教授强调，目前我国的大气污染，并非汽车时代的无解命题。“如果能制定科学的城市发展规划，大力发展城市道路系统和公共交通，严格控制汽车排放标准，我们完全有可能像发达国家一样，在进入汽车时代的同时，又拥有蓝色的天空。”
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