编者按：一直高度关注雾霾成因的一线技术专家提出，需要考虑燃煤电厂的区域大气污染物完全排放及其对霾的影响，尤其是在中国北方地区。根据这位有实际现场经验的专家估计，燃煤电厂的大气污染物完全排放，可能是环保权威专家根据现有烟气监测技术和监测标准所说的排放量的十倍。我对这样结果也难以置信，希望环保权威专家予以“批驳”。这里给出的是分析框架，有燃煤电厂具体估算数据的文章可以通过在今日头条中查找“周勇说”找到。
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雾霾分析，要抓重雾霾过程发生这个主要矛盾。学习夏青老师等的文章后，不免跃跃欲试，想班门弄斧，也蹭下热点说两句。在特定边界条件下，笔者试图就大气排放物对细颗粒物形成、大气环境容量的影响，提出自己鄙陋的分析设想。相信夏青老师、雷宇先生不会笑话，而是会予以鼓励，支持广开言路。
一、缘起和思路
1、缘起
2020年春节期间，恰逢新冠病毒肆虐，各地污染物排放总量已经显著低于正常时期值的情况下，北京等区域仍然发生较严重的雾霾。就现有的依靠减排措施来治霾的方法， 络上争议巨大。照现有减排的逻辑，若不能进一步有效降低污染物浓度，气象条件短期显著下降的情况下，严重霾仍随时会发生。
如果坚持继续大幅减排常规污染物，就必须思考，我们还有多少可大量减排的空间。按照中电联王志轩副理事长的分析，火电机组常规污染物减排已经快到极致了，减排边际收益非常低；按照冶金规划院刘涛先生的分析，钢铁行业的单位产品排放量已经下降很多，尽管仍有下降空间，但因生产量巨大，在巨额投入后，减排量也不会特别巨大；其它排放量较大的产业，能够提供的减排空间总量也相对有限；待疫情过去后，疫情期间大量减少的移动源排放量等还会显著反弹。
还有一种可能，是较大比例关停一些较大排放量的工厂，全面停用散煤等。这样操作的结果，可能是国民经济不能承受之痛。总之，再进一步深度减排的困难极其巨大。
从我国的常规大气污染物减排情况看，包括京津冀区域在内，主要污染物的排放量都已远低于历史峰值，但是霾的影响却没有回到相应的低排放量时期。这说明，常规污染物的减排措施整体有效，但是，还可能存在疏漏的影响因素。
雷宇先生告诉我们，严重雾霾的发生，和污染物排放量较大有关，和环境容量的下降也有关。
由此引发思考：人类活动因素对大气环境容量变小是否有影响？如果有影响，可否通过减小对环境容量影响，去寻找一条治霾道路。
2、思路
凡是人类活动产生的排入大气中的物质，主要是化石燃料使用过程中排放的物质，对霾的生成都有嫌疑。这里要排除氧气、氮气等大气中本底就有的气态物质排放，水蒸气不能排除。
霾的生成，有存量细颗粒物的吸湿长大导致的存在形态的变化、大气边界层高度变小导致的分布空间浓缩产生的变化，也存在二次复合导致的增量变化、新排放细颗粒物的增量变化。不能仅考虑硫、硝、尘、氨的排放影响。
二、给定的理想边界条件
在完全封闭的环境下，给定的大气空间与外部间没有任何的物质、能量交换。
给定柱体空间尺寸：底面相当于地面，顶面相当于大气边界层顶部，四面壁高度相当于大气边界层高度。底面为某个特定地理区域边界范围内的地面，空间尺寸为所模拟的特定区域。顶面和底面为平面，不考虑地形影响。或者，直接简化为长方体。
给定基础的气象条件：设置为雾霾易发气象条件，风速可为零，温度设定为秋冬季节相对较低值，相对湿度为秋冬季节常见的较高值。
给定存量污染物条件：给定存量的细颗粒物质量浓度、粒数浓度；给定氮氧化合物、二氧化硫、氨气浓度，其它气体同正常大气。可不考虑有机污染物。
给定增量排放物条件：考虑单一类型排放源，如，仅考虑燃煤电厂的大气排放物影响。燃煤电厂实施氨法脱硝、湿法脱硫并湿烟气排放，实现超低排放；采用中水做补充水，自然通风冷却塔；机组稳定运行，运行状态不调整。在分析清楚各种单一排放源基础上，再考虑组合排放影响。
外部交换条件：完全封闭，和外部完全隔离，没有热量交换、没有外部光照，没有物质交换。
反应后物质存在条件：反应后，空气中的物质均匀分布。
三、燃煤电厂大气排放物的排放条件
给定煤电机组的容量、发电负荷值等基本参数，过程中维持不变。
1、烟气部分
常规污染物，包括可凝结颗粒物，给定排放浓度；
水蒸气，按照50℃饱和湿烟气计算排放量；
液态水，按照25毫克雾滴浓度设定，根据给定脱硫浆液中水溶性离子浓度，计算液态水中的水溶性离子排放量；
气溶胶颗粒物，设定一定的值，并给定粒数浓度；
二氧化碳，酌情考虑其在大气中的作用。
2、冷却塔部分
水蒸气，按照通常的蒸发损失值设定；
风吹损失，按照通常的风吹损失值设定；
盐排放量，根据风吹损失值、循环水的水溶性离子浓度确定；
气溶胶颗粒物，即风吹损失测试时，没有测试到的那部分小粒径雾滴量，设定一定的值，给定粒数浓度。
3、未参与脱硝还原反应的氨气部分
以尿素水解工艺为例，尿素生成氨气量，减去脱硝过程中氮氧化合物降低所反应部分，其余氨气量就是没有参与还原反应的部分。取其全部，或部分作为排放至大气的氨气量。
4、其它
散失能量，等于期间耗煤的能量-上 电量和供热对应的能量。
粉尘排放量，包括燃料装卸、堆取用的颗粒物排放量，粉煤灰转运过程中的排放量，取一定系数，作为细颗粒物排放量。
四、分析方法
在扩散条件良好的开放环境下，除污染物之外的大气排放物对细颗粒物质量浓度的影响可以认为微乎其微。
在封闭环境下，大气排放物对霾的影响不容忽略。水蒸气排放，会提高大气相对湿度。能量排放，在烟气排放过程中，因蒸发换热，会导致气溶胶颗粒物排放、微小粒径雾滴的携带盐排放，冷却塔类似，没有这部分巨大的热量作用，液态水中的水溶性离子难以进入大气；同时，排放的热量会提高大气温度，不容易产生有效降雨，且能维持相对较高的相对湿度。水溶性离子（包括可凝结颗粒物）排放，在霾发生时，起到用面粉做发面时的酵母作用。
1、数值模拟分析
雷宇先生给定有数值模拟分析方法，相信数值模拟分析对专业人士不会太困难。
在给定的理想边界条件、排放物的排放条件下，可以计算出随时间变化，存量污染物、增量排放物在大气中变化、反应结果，主要是细颗粒物的质量浓度、粒数浓度变化结果，也包括空气中相对湿度、温度等气象条件的变化结果。
在设定排放基础上，可以调整某种特定排放物，考察单一因素变化的影响。如，调整水蒸气排放量的影响。
2、实验室动态模拟仿真分析
按照给定边界条件、排放条件，等比例缩小物理量，在给定的封闭实验室环境内进行动态模拟试验分析。
如，在封闭的室内，设置多种可独立调整的排放物源，实测室内环境中的细颗粒物等的变化结果。所测结果可以用于数值模拟分析的修正。这样的动模试验，在电力、水利领域常见。
3、基础边界条件的变化：置顶面可上下活动、与外界有能量交换
在完全隔绝边界条件的基础上，进一步模拟大气边界层高度可以变化、接受太阳照射以及地表热散失产生的能量交换的情形。所述情形更接近于实际环境。
不考虑和外部间的物质交换。
这种情况下，二氧化碳等温室气体排放，对气温升高会产生影响，气温升高又可能是大气自净能力下降的一个驱动因素。
五、分析预期目标
找出在特定气象条件下，主要排放源的大气排放物对大气环境容量的影响，主要是对细颗粒物形成的影响。在此基础上，提出针对性的包括各种大气排放物在内的减排措施。
精准治霾，不应只是死盯着减排，还应当抓住影响环境容量的因素着手，减少人为活动对环境容量降低的影响。
六、进一步思考，人类活动因素对环境容量是否有显著影响
国家大气污染防治攻关联合中心《2019年京津冀大气自净能力较常年同期偏低25%》一文指出，由于气温偏高，静稳天气多，大气扩散气象条件较差，加上湿度偏高，京津冀地区平均大气自净能力较常年同期偏低25%，较近十年同期偏低11%，较2018年同期偏低4%，并给出了大气自净能力历史趋势图。
参考全国4个区域的大气自净能力历史趋势图，笔者还看到，4个区域的历史趋势有个共同特征：上世纪80年代以前，大致是一个较高自净能力的平台阶段；上世纪90年达前后，是一个自净能力处于平均值的平台阶段；本世纪以来，大致是一个较低自净能力的平台阶段。这个图告诉我们，2019年的大气自净能力，接近于本世纪以来的平年水平。
这一方面说明，大气自净能力较显著下降趋势是客观事实，且已经成为常态，用历史多年平均值比去解释当前霾的多发意义不大；另一方面说明，除了自然环境本身的变化外，人类活动因素，对大气自净能力下降可能产生了显著影响。
除了化石燃料使用的大气排放物外，人类活动因素还有哪些可能对环境容量下降产生影响呢？发散一下思维，例如，风力发电的大力推广、防护林的大量种植、城市高层建筑大量建设等，对风力通道是否也会产生影响？城市扩大后的热岛效应对局地小环境下的大气环境容量是否有影响？或许相关。
主要结论：对主要排放源种类，通过模拟分析，逐一分析确定主要排放物对霾、对大气环境容量的影响，并采用针对性措施。
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