基于交通运输的雾霾形成机理及对策研究

李霁娆　李卫东

摘 要：机动车尾排放是影响雾霾天气的主要因素，因而对雾霾天气的治理应相对突出建设道路交通设施以及加强各管理制度。围绕这一重点，基于PM2.5视角对雾霾的形成机理进行研究，认为汽车摇号、限制尾号出行对于缓解城市雾霾问题作用有限，通过控制机动车保有量、增加公路密度、发展轨道交通可以有效解决交通拥堵问题，强化和完善管理制度、建立雾霾防治区域合作机制，才真正有可能解决雾霾持续频发问题。

关键词：雾霾；轨道交通运输；路网结构；机动车保有量；管理制度

中图分类号：F572.88 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2015）04-0147-04

引言

PM为颗粒物，是英文Particulate Matter的首字母缩写，其直径为2.5微米。PM2.5即环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。由于PM2.5颗粒直径较小，因此能轻易穿透鼻纤毛进入肺部，给人体造成损害。PM2.5能够在大气中悬浮时间较长，所以输送距离远，同时悬浮过程中会携带有毒有害物质，因此对大气环境和人体健康的影响都非常大[1]。

高浓度的PM2.5排放与特定的产业结构、经济发展水平等因素密切相关。20世纪40年代起，洛杉矶、鲁尔、伦敦等发达城市和地区被持续重度雾霾困扰。如今发达国家已经经过雾霾现象的高峰期步入下降期。而近年来随着工业化、城镇化进程的推进，中国各大城市雾霾现象的发生程度和频率也在大幅增加，根据各网站发布的PM2.5实时数据，我们意识到城市空气污染问题的严重性。2013年国务院发布了《大气污染防治行动计划》，目标为2017年北京市颗粒物浓度比2012年下降25%以上，细颗粒物年均浓度控制在60μg/m3。该计划为中国未来五年的大气污染防治工作制定了宏观目标以及具体实施细则，起到了正向促进作用。同年，中国预计投入1.75万亿元治理雾霾天气，工业化发展中的问题要在动态中解决，人类每往前迈出一步必然会付出一定代价，然而我们只希望这样的代价成本越小越好、“同呼吸共命运”的道理更加深入人心。

一、北京雾霾现状

北京地处太行山、燕山的半盆地之中，属温带大陆性季风气候，地形由西北向东南呈“簸箕状”向外放射；全年出现逆温、静风等气象条件的天数占全年总天数的60%左右；这种地理气象条件不利于大气污染物的扩散。北京社会经济发展快速，从2013年总体情况分析：常住人口为2 114.8万人，比上年增长2.2%；全年生产总值为19 500.6亿元，比上年增长7.7%；机动车保有量为543.7万辆，比上年增长23.7万辆；能源消费总量达到7 250万吨标准煤；城市建设复工面积达到2亿平方米。改革开放以来北京地区经济发展水平一直处于平稳上升趋势。

然而2013年北京市空气质量为优的天数仅为41天，占11.2%，重污染累计58天，占15.9%。2013年北京市PM2.5年均浓度为89.5μg/m3，以中国标准年均35μg/m3的标准计算达标天数204天，达标率为55.9%。北京的快速发展离不开环境成本的支出，投入要素、物质消耗的增加等众多因素导致了北京地区污染物排放总量加大。火电、钢铁、石化等企业成为20世纪末的主要高污染源，这种巨大的环境成本完全是以一种外部性的方式作用于整个社会，获利者在有巨大利益的同时，并未承担任何额外成本。扭曲的激励机制导致中国经济发展过程中环境成本的失控与膨胀。因此，雾霾现象是长期透支环境资源造成的，雾霾现象与现阶段的经济发展相关，是发展中的中国必须经历的过程。

2014年4月北京市环保局发布了北京市污染的主要来源分别为机动车、燃煤、工业生产、扬尘，占比分别为31.1%、22.4%、18.1%和14.3%，汽车修理、餐饮、畜禽养殖等其他排放共占比约为14.1%。由此，在影响雾霾的诸多因素中，机动车尾气排放等城市交通运输占据雾霾成因的近30%。影响北京市空气质量的交通运输因素中，区域传输占28%～36%，本地污染排放占64%～72%，特殊重污染过程中，区域传输约占50%以上[2]。所以为改善北京市空气质量，亟须加强道路交通管理设施的建设，落实各管理制度的实施，削减区域内的污染物排放总量。

二、城市交通运输视角下的PM2.5问题

交通运输与空气质量的优劣密切相关，为改善北京市空气质量，亟须加强道路交通管理设施的建设，落实各管理制度的事实，削减区域内的污染物排放总量。从硬件交通设施和软件管理制度两方面双管齐下，城市交通运输才可有效发展，雾霾污染问题才可得以解决。

（一）雾霾与道路交通设施的关系

1.机动车保有量

根据《北京市国民经济和社会发展统计公报》，2010年全市机动车保有量为480.9万辆，比2009年增长80万辆。2011年1月开始，北京市实施机动车摇号政策，每年共有24万个小客车配置指标，从而严格控制了机动车增量。同年4月，北京市开始实施机动车车牌尾号工作日高峰时段限行，以缓解机动车拥堵。2011年机动车保有量为498.3万辆，2012年增长21.7万辆，2013年比2012年增长23.7万辆，机动车保有量仍然在逐年稳步提升。虽然北京市实行了“限购+限号”双限的管理，但是由于机动车数量的基数较大，2013年北京市机动车保有量为543.7万辆，是同期上海272.3万辆，广州269.5万辆的两倍。面对目前较高的机动车保有量，限购既不能显著改善拥堵，也难以降低排放，而且干扰了机动车市场经济的正常发展。

2008年北京举办第29届奥运会时，为了确保空气质量为优良，在交通治理方面采取单双号限制机动车出行这一简单并且立竿见影的方式，从而改善北京空气质量，根据监测数据生态中心观测点平均浓度60μg/m3，显著低于2013年PM2.5年平均浓度89.5μg/m3，超过国家排放标准的2.5倍[3]。2014年APEC会议周期间，北京及周边地区同样采取了机动车单双号尾号限行政策，大气污染物PM2.5同比削尖63%。虽然限制机动车出行的确使污染物排放大幅减少，空气质量有十分显著的改善，但对于居民日常活动非常不便，这一控制手段也非居民主观意愿，与发展和谐社会宗旨相违背。endprint

强制减少机动车出行是缓解雾霾天气简单快速的方法，但并非长期有效之策。机动车出行增多会使得空气质量变差的原因是在交通运输高峰，车流量较为集中，路网车速较低，尾气排放量加大会造成污染物排放量增多。所以从长远治理雾霾的角度看，政府不应该提倡推广汽车限购、限制机动车出行，应该提倡大力发展公共交通、推广使用新能源汽车及电动客车。

2.北京市轨道交通

北京市轨道交通一般指北京地铁，其基础设施和运营管理在20世纪90年代后得到了较快的发展。轨道交通特点是运输能力大，乘客时间有保障，且不会产生像道路交通一样的废气污染和交通拥堵问题。合理的城市轨道交通路网结构建设会能够用最小的成本带给城市最大的收益，对提高生活效率、城市长远发展具有重大意义。

目前，轨道交通路网结构一般分四种：星型结构、树状结构、格栅状结构、方式环状结构。北京现有的地铁运行线路属于放射环状结构，其是在放射网状结构的基础上增加了环状结构，通过环线将各条由人员聚集程度相对较高的地方放射出的轨道有机地衔接起来，放射线减轻了市中心与市郊间的交通阻力，加强他们之间的联系。环线的作用有两个，一是改善市郊间的交通条件，负担城市周边方向的客运；二是当径向线条数较多时，充当各条景象线之间的联络线，缩短出行里程，对市中心客流起到一定的疏散作用[4]。

根据北京市交通委员会运输管理局统计，2006年轨道交通年客运量为7亿人次，2008年12.2亿人次，2010年21.9亿人次，2012年24.6亿人次。北京市轨道交通占城市出行比重越来越大，已经成为居民短距离出行的首要选择之一。但是与其他城市相比虽然年客运量较高，但是截至2013年运营里程为465万公里，与上海538万公里相比，北京城市轨道交通具有很强的发展空间。因为北京市规模较大，中心区域客流较集中，放射环状结构穿过市中心的径向线越多，所行成的网格越多，网格覆盖区面积更大，开发利用强度更高，所以应大力发展北京市城市轨道交通建设，继续完善地铁线路的放射环状结构，不仅能够提高出行效率，而且可以有效缓解城市化和工业化进程中道路交通拥堵问题，减少机动车出行带来的尾气污染排放。

3.公路密度

公路建设是不可逆转的过程，道路里程总数也是逐渐加长的，由于北京城市中心建筑物密集，街道难以拓宽，在交通交汇点建立立交桥只使得多方向行驶的车互不干扰，而真正缓解道路交通拥挤、疏散公路密度的高架桥并不多见。北京的街区通道有较为固定的模式，双向车道、绿化带、非机动车道、人行道从内至外依次排布，目前新建道路中，道路越修越宽已经成为一个普遍事实。

根据《北京市国民经济和社会发展统计公报》，2008年北京市公路密度为124公里/百平方公里，同期上海市公路密度达181公里/百平方公里。2013年公路密度为131公里/百平方公里，平均每年公路密度增加1公里/百平方公里。2013年北京市道路面积率为7.11%，不符合国家标准的8%～15%的要求。发达国家建成区内的道路用地总面积占建成区用地面积较高，纽约市为30%、伦敦中心区为26.2%，是北京市道路面积率的4倍左右，与之相比北京市道路面积率非常低，有很强的发展空间。

伴随着机动车保有量逐年升高，北京市公路密度缓慢增加、道路面积率很低会导致车流量行使缓慢，拥堵导致的汽车滞留，驾驶员出行时间成本增加，汽车尾气排放量增加从而PM2.5浓度增大。

（二）雾霾与相关管理制度的关系

1.城市道路管理体系

目前，中国城市道路管理体系存在一些问题，例如城市交通规划与实际交通的需求不匹配，交通规划部门与交通管理机构职能不明确。从而产生资源浪费、责任落实不到位、安全隐患等问题。这些问题的产生与城市道路交通管理体系有关。中国交通规划与管理机构设施分为四部分分别为，城市规划部门、城市综合交通规划部门、交通发展战略、中长期发展规划部门、交通管理部门。城市规划部门负责城市道路、城市公交与地铁的建设、管理和规划，而城市交通部门负责公路和水运的建设、管理和规划，这种职能分工不仅造成资源浪费同时也不利于城市综合交通体系的建立[5]。

目前中国城市交通管理体系还不健全。借鉴发达国家城市道路管理体系，例如美国构建了智能化交通体系，发展交通智能化管理。在职能部门建设方面，可以城建部门负责的城市交通建设、管理职责与原来城市交通部门负责的公路、水运建设、管理职责合并，设立统一的交通管理机构——交通委员会，从而加强城市综合交通体系建设。

2.PM2.5排放标准

PM2.5可以较好地反映了空气污染程度，也对人们生活和健康起到预警作用，因此得到越来越多国家、机构、团体、个人的关注与重视。1997年美国制定了空气质量标准，开创了PM2.5概念的先河。2005年世界卫生组织（World Health Organization）制定PM2.5准侧值，同时还设立三个过渡期目标值，为发展中国家和地区提供阶段性目标[3]。中国拟2016年实施WHO过渡期目标1即年平均35μg/m3，日平均75μg /m3的PM2.5排放标准，2013年PM2.5年平均浓度89.5μg /m3，是中国2016年拟排放标准的2.5倍。澳大利亚于2003年颁布PM2.5排放标准年平均8μg /m3，日平均25μg /m3；美国于2006年颁布PM2.5排放标准年平均15μg /m3，日平均35μg /m3；日本于2009年颁布PM2.5排放标准年平均15μg /m3，日平均35μg /m3。与其他发达国家相比中国的标准还需要在下一个大气污染防治五年计划中有所突破。

1999年以来，北京平均比其他国家提前二年执行相当于欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ和欧Ⅳ标准的机动车尾气排放标准及相应的车用油标准，并且执行严格了排放标准。2013年2月1日起实施了北京市第五阶段车用油品标准，控制水平实现与欧盟全面接轨。endprint

3.机动车怠速

按燃料类型划分2012年全国机动车保有量可知，汽油汽车占83%，柴油汽车占16%，燃气汽车占1%。由此可见，99%的汽车都耗费汽油柴油在怠速时会产生大量尾气。

为方便统计，将污染排放单位统一折算成小客车的排污量，将运营时间长、油耗量大、燃料环保性低保守估计排污量为小客车的10倍，北京市相当于拥有1 920万普通小客车的汽车尾气污染排放。根据交通部门的统计，北京小客车在目前的交通条件下平均上路时间1.5小时/天。关于汽车尾气排放导致PM2.5产出量已经有大量的实验检测数据。普通小汽车（20L排量）在怠速状态下，仪器检测平均值为214μg·m-3。当踩下油门，发动机平均转速达到2500转，PM2.5瞬间数值达到1 095μg·m-3。依据北京市交通的平均时速15公里 /小时，发动机转速1 000转以上，日产生PM2.5估算大致为2 612 736μg[6]。

道路行驶不畅通，十分拥堵的道路交通状况会使汽油汽车、燃油汽车在怠速时产生大量的尾气，尾气排放量增多是大气污染的重要原因之一。

4.绿化带隔离

路面设计中绿化隔离带是与吸收汽车尾气排放的污染物最为相关的一项举措，伦敦绿首次实施绿化带后，日本东京、韩国首尔、中国北京先后效仿。

绿化隔离带能够能吸收尾气，但是由于在绿化过程中追求美观，栽种树木或草坪时，往往堆积过多的土壤。天气晴朗时，附着在路面上的泥土会在汽车碾压的过程中形成扬尘；雨天时，土壤会形成泥水，造成流失。绿化部门应采取相应措施减少土方量，把多出的土方运走或加盖网状物，使树木和草坪与其需要的土壤维持在一个平衡的状态，以减少因泥土流失和减少扬尘漂浮。此外，还应坚持因地栽树和植被的多样性，有效的利用土地资源。

同处一个地区的人“同呼吸共命运”，为了让彼此呼吸到新鲜空气，生活在轻松自然的环境中，应由政府呼吁带领大家共同营造生态优先的园林绿化环境，生态优先的园林设计理念应当被提到更重要的位置，并要不折不扣地应用到城市绿化建设中。

结论与建议

北京市雾霾治理工作后续任务艰巨并且在短时间内不会有明显成效。由于雾霾是人类同呼吸、共生存的问题，所以在各省应联防联控，建立雾霾防止区域联合机制，各管理机构应完善岗位责任、贯彻落实中央专项治霾政策。以北京为例，基于交通运输对雾霾的形成机理进行研究发现汽车摇号、限制尾号出行对于缓解城市雾霾问题作用有局限性，通过控制机动车保有量、发展轨道交通、增加公路密度、可以有效解决交通拥堵问题，强化和完善道路管理体系，才真正有可能解决雾霾持续频发问题。

（一）发展城市轨道交通，缓解路面交通压力

为了提高公共交通出行比例，政府与企业应联手建立轨道交通与地面交通的无缝衔接，提高公众对公共交通、轨道交通利用率，加强步行、便民自行车系统建设，实现小循环。通过城市整体交通线路的合理规划，使地铁站点及公交站点实现便利化、多功能化来探索增加客流量的新途径。也可借鉴香港的地铁建设，开发沿线地产，进一步提高公共交通配套资源的开发利用率。

（二）提高公路密度，构建立体化公路网络

北京的车流量行使缓慢、交通拥堵与城市布局有很大关系，拥堵导致的汽车滞留使得汽车尾气排放量会增加从而PM2.5浓度增大。由于道路建设的不可逆性、城市中心的建筑物密集，应构建缓解道路交通拥挤、疏散公路密度的立体化公路网络，建设高架桥，提高公路密度，是北京市城市规划局道路建设的一重要规划方向。

（三）控制机动车排放标准，防治机动车雾霾污染

北京政府应增加机动车使用成本，鼓励低碳出行，合理利用碳交易机制，完善新能源汽车补贴政策推广新能源汽车、发展电动客车，从而降低高排放机动车使用强度。同时，激励与约束政策双管齐下。在北京市实施第五阶段用油品排放标准同时，提升燃油清洁水平、严格执行PM2.5排放标准，加快推进机动车燃油质量与实施机动车排放标准的同步。

（四）完善城市交通管理体系，明确职能分工

城市道路功能分类需要进一步深化：功能分清、系统分明是城市道路功能发挥正常的根本保障。不仅要在雾霾持续期间强道路交通安全管理工作，并且需完善中国城市交通规划的管理体系、统一交通规划与交通管理机构的设置，各级管理部门需要制定相应的政治措施，推广智能交通管理，加强机动车环保监管部门建设，强化车用环保检验机构的监管。

参考文献：

[1] 周艳军.PM2.5的污染危害及预防对策[J].产业与科技论坛，2013，（11）：114-115.

[2] 于晓明.中国棚户区改造资金缺口达千亿[EB/OL].http：//news.hexun.com/2014-04-17/164008088.html，2014-04-17.

[3] 张楫泽，刘憬然，孔漪宝.北京雾霾现象与机动车尾气排放关系分析[J].北方环境，2013，（11）：113-115.

[4] 曹仲明，顾保南.城市轨道交通路网结构研究[D].上海：上海铁道大学，1999.

[5] 陈佩虹；城市交通规划制度的研究[D].北京：北京交通大学，2013.

[6] 周涛，汝小龙.北京市雾霾天气成因及治理措施研究[R].北京：华北电力大学核热工安全与标准化研究所，2012.

Abstract：Automotive emission is one of the causes of the hazy weather.Therefore ，to prevent the hazy weather，its necessary to improve the management of the traffic facilities and strengthen the management regulations.According to these main methods and based on the study of the formation of the hazy weather from the view of the PM2.5，license-plate lottery and traffic restrictions based on the last digit of license plate numbers have limited influences on lessening the hazy weather.However ，the fundamental means to solve the problem of traffic congestion are to develop the railways，increase the density of the roads，control the number of the vehicle possessions，strength the rules and regulations，that are also the practicable methods to greatly reduce the frequency of the hazy weather.

Key words：hazy weather；rail transportation；road network structure；number of the vehicle possessions；management regulations

[责任编辑 吴明宇]endprint