周勇：铁板钉钉 雾霾的祸首就是湿法脱硫！

2.确认2013年雾霾大暴发是突发事件

虽然中国北方的每一个人都体验过2013年雾霾的肆虐，但从科学角度，仍不能说2013年是突发事件，因为有可能是原来大家都不知道这个概念；也有可能是渐进发生，没有意识到。这里所说的突发事件，主要是指不是循序渐进达到这种大暴发程度的。实际情况是，2012年PM.5浓度和霾的天数还比2011年有所降低，2013年是突然大幅度蹿升到雾霾大暴发的程度。关键是如何在没有可靠的官方监测数据情况下找到可靠的数据，证明2013年雾霾是突发事件。这里给出三种相互独立的定量化证据，证明2013年确实是突发事件。

2.1根据NASA灯光数据提取的PM2.5数据等合成的PM2.5浓度变化曲线显示，2013年雾霾是突变，必有突变的原因

国内有大量学术期刊文章利用NASA灯光数据作各种研究，我们也偶然得到NASA灯光数据提取的PM2.5浓度[2]，三年滚动平均。对数据进行处理，把2001-2003年滚动平均数代表2002年的数据，以此类推可得到1999-2011年的数据。2010-2012年数据比2009-2011年数据还小，显然2012年数据不比2011年高，这里采用与2011年相等的数据。

图1中2013年数据是政府公布的数据。2013年之后数据的采集，以2014年5月13日-2015年5月13日作为2014年值，这样包含一个完整的采暖季，依次类推。这样的数据处理是监测数据缺乏情况下不得已的处理办法，少2014年上半年的数据。实际上，如果有准确的数据，2014年的PM2.5数据和2013年应该差不多，都比较高。为了凸显2013年的突变，把山东省各城市每年的数据累加，得到图1。显然，2013年PM2.5数值是突然升高，只要能够找出使得PM2.5突然升高的因素，就能够确认2013年雾霾的主因。

图1显示，1999年至2006年间，山东省各城市PM2.5浓度快速上升，2006和2007年出现一个PM2.5浓度小峰值。这是由于2006年前经济粗放式增长导致PM2.5逐年快速上升，直到进入“十一五”时期，国家开始实行大力度的节能减排。

2008年金融危机后，经济增长速度放缓，能源消费增长速度也放缓。加上国家加大节能减排的力度，污染物排放减少，形成2006和2007年的小峰值。那时的治污设施技术水平与现在相比差得很远。

2008年开始，PM2.5处于一个平台期，直到2012年底，这主要得益于国家对烟粉尘的治理。但这个平台期并没有反映出大面积采用技术水平不断提高的除尘设施的效果。随着除尘技术的提升和除尘设备普及程度的提高，烟粉尘排放量包括PM2.5浓度应该是一条较快的下降曲线，而不是一个平台期。可能的原因是，这个阶段烟粉尘排放水平的下降与湿法脱硫排出的超细颗粒物的增多相互抵消；另一个原因是对颗粒度较小的PM2.5，这些除尘设施作用不大。

而在同期，国家为了治理酸雨，逐渐加大脱硫力度。虽然一些上了脱硫设备的企业并不按照要求一直开动设备，也有的通过烟气旁路系统偷排以减少成本，而烟气旁路系统是为了避免脱硫设施维护期间停产检修留的备用系统。在烟气排放到大气中之前，也有个对烟气的再加热系统（GGH）。恰恰在2012年底前，湿法脱硫排放模式发生重大变化。显然，2013年PM2.5数值是突然升高，与湿法脱硫变化紧密相关。

2.2雾霾天数变化的历史气象数据说明2013年雾霾大暴发是突发事件，必有其原因

根据山东气象学会所承担的山东省科协课题报告，其对二十世纪六十年代至2013年的雾霾、雾、霾每年发生天数的重新梳理统计如图2。2004年之前，霾的天数基本上是线性增长，2004-2012年进入指数增长通道，2012年霾的天数是2005年的2-3倍。虽然增速快，还不是突变，尤其是2012年霾的天数比2011年还略低。2013年1月连续多天的静稳或逆温天气，终于发生雾霾大暴发，霾的天数比上一年增加接近1.5倍，显然是突变。

与此相对应，本世纪初国家为了降低SO2排放量，避免酸雨危害，开始推广普及湿法脱硫技术。2012年只有湿法脱硫是突变因素，仅拆除GGH系统一项措施，常规污染物(SO2、粉尘和NOx)对地面浓度的贡献可以提高一倍以上[1]；干烟气变成湿水汽后，排出的超细颗粒物非常多（是除尘口的458倍），足以引起雾霾暴发。其他所有按部就班循序渐进的因素，都不可能引起这种突变。

2004年前后，开始大规模推广普及的湿法脱硫（35%左右）和快速增长的煤炭消费相互叠加，到2012年时电厂基本实现脱硫，供热锅炉也实行脱硫电价，由此呈现湿法脱硫能力的指数型增加（与霾天数的指数型增长对应）。尤其是2012年底之前的三项措施（在线监测、铅封烟气旁路、拆除GGH系统），在2013年初连续静稳天气下，雾霾大暴发。而2012年底前的一个半月采暖季，雾霾没有暴发，是因为这期间天气较好，没有静稳或逆温天气。

没有湿法脱硫，酸雨将会很严重；但大量增加的湿法脱硫能力，产生了大量不容易检测的更细小、传播更快、更广的类似气体的超细颗粒物。在遇到静稳或逆温天气时，湿法脱硫随时排出的带有各种盐的水汽，以及原来脱水隐藏在空中看不见的小于0.38微米甚至是0.07微米的超细颗粒物吸水膨胀，粘附其它细小颗粒物，能够迅速在各种脱硫设施密布的京津冀及周边地区形成大面积连片雾霾。

湿法脱硫能力大量增加的原因，是煤炭消费数量的大量增加。虽然说煤炭快速增长也是脱硫设备增长的原因，但济南煤炭峰值是2007年说明，煤炭消费高峰并非一定是雾霾的高峰，如果排出的是干烟气而不是湿水汽的话。而2013年全国煤耗达到峰值，京津冀也达到峰值，之后到2016年下降10.9%左右。这也是2013年之后雾霾严重程度下降的一个重要原因。

2013年雾霾大暴发，主要是相对于前面几年的雾霾天数或PM2.5浓度的平台期而言。霾的天数统计，也呈现指数增长，但雾和霾的天数加起来并没有呈现指数增长。而NASA的灯光数据无法区分是雾还是霾，所以提取出来的PM2.5数据与雾和霾之和的天数趋势相似，呈现一个平台期。

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