2012年1月號(hào)《低碳時(shí)代》“PM2.5 中國(guó)人的呼吸權(quán)”一文談：PM2.5--直徑小于等于2.5微米的顆粒物，是成霧的元兇之一。對(duì)社會(huì)上出現(xiàn)的問題，我們搞水泥的研究人員怎么辦？出什么招緩解矛盾？根據(jù)中國(guó)科學(xué)院老院長(zhǎng)郭沫若對(duì)科研人員“異想天開、腳踏實(shí)地”的要求，介紹該文主要觀點(diǎn)和我們的認(rèn)識(shí)，提出“消減PM2.5的探索”。

　?、?PM2.5簡(jiǎn)介

　　PM是顆粒物（Particulate Matter）的英文縮寫，是大氣中的固體或顆粒狀物質(zhì)，又稱塵。顆粒物按空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑來(lái)分主要分成總懸浮顆粒（TSP）、PM10（可吸入顆粒物直徑等于或小于10微米）、PM2.5三類。其中PM2.5是漂浮在大氣中直徑小于或等于2.5微米的細(xì)顆粒物或液滴的總稱，也稱為“可入肺顆粒物”，它的大小僅相當(dāng)于人體頭發(fā)絲的二十分之一。雖然PM2.5只占地球大氣成分中含量很少的一部分，但在我國(guó)近年來(lái)公布的城市大氣污染首要污染物PM10中，PM2.5也占到50％-80％的份額，對(duì)城市空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

　?、?PM2.5的成因

　　日常的發(fā)電、汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物都是產(chǎn)生PM2.5的主要原因。PM2.5不是一種單個(gè)的空氣污染物，而是由來(lái)自許多不同的人或人為自然污染源大量不同化學(xué)成分組成的一種復(fù)雜、可變的污染物。就產(chǎn)生過程而言，PM2.5可由污染源直接排出的一次顆粒物或一次粒子，也可以是各污染源排出的氣態(tài)污染物在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而生成的二次顆粒物或二次粒子。其中包括燃煤行業(yè)的排放和民用天然氣燃燒不好排放的黑灰--細(xì)顆粒炭。這是現(xiàn)代社會(huì)盡享工業(yè)文明而忽視對(duì)環(huán)境影響的明證。分析利害，是導(dǎo)致人們健康狀況差、生產(chǎn)效率低、醫(yī)療費(fèi)用居高不下的重要因素。

　　3． PM2.5的危害性

　　按照世衛(wèi)組織嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值，健康空氣中PM2.5顆粒物年均濃度應(yīng)低于10微克/立方米，超過這個(gè)值，人群總死亡率、心肺疾病和肺癌的死亡率會(huì)顯著增加。PM2.5對(duì)人體健康損害極大，因?yàn)樗茇?fù)載大量空氣中的重金屬等有害物質(zhì)穿過鼻腔中的鼻纖毛，進(jìn)入上呼吸道、肺部、甚至肺泡，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、心血管、免疫系統(tǒng)、生育能力、神經(jīng)系統(tǒng)和遺傳等造成嚴(yán)重破壞和影響。在歐盟國(guó)家中，PM2.5導(dǎo)致人們的平均壽命減少8.6個(gè)月。

　　中國(guó)工程院院士、中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心研究員丁一匯表示，PM2.5對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)的影響也很大。在中國(guó)稻米和冬小麥生長(zhǎng)的主要農(nóng)業(yè)區(qū)之一的長(zhǎng)江中下游地區(qū)，由于大氣氣溶膠的散射和吸收作用，可使到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量減少5%至30%，近70％的農(nóng)作物受此影響至少減產(chǎn)5%至30%。硫酸鹽氣溶膠還是形成酸雨的主要原因。

　　4. “小顆?！?大問題

　　搞水泥和煤炭生產(chǎn)的研究人員在上世紀(jì)都熟知矽肺、塵肺的危害和為了解決矽肺、塵肺問題所作的努力。自然對(duì)PM2.5的危害非常敏感。

　　水泥生產(chǎn)中產(chǎn)生許多細(xì)顆粒和硫化物、氮氧化物都是形成PM2.5的因素，可以說(shuō)水泥工業(yè)是副產(chǎn)PM2.5的大戶。

　　認(rèn)識(shí)到PM2.5是標(biāo)、空氣質(zhì)量才是本，即使困難重重也不放棄將PM2.5納入空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系中的各種努力，這是一種理念上的認(rèn)同和觀念上的進(jìn)步。無(wú)論是PM10、PM2.5，首先需要明確的是那些人眼看不到的顆粒，卻可能隨時(shí)對(duì)人體健康造成莫大的傷害。將其納入空氣質(zhì)量檢測(cè)就是為了每個(gè)人的健康。

　　分析PM2.5的成因和廣大人民群眾的生產(chǎn)生活關(guān)系密切。在以火電為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)沒有根本改善之前，降低PM2.5濃度難度極大。從分布區(qū)域來(lái)看，目前中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)，恰恰是PM2.5顆粒物濃度最高、污染嚴(yán)重的東部地區(qū)。說(shuō)明發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)環(huán)保沒有相應(yīng)跟上。保經(jīng)濟(jì)還是保環(huán)境？怎么能夠做到和諧發(fā)展、皆大歡喜？我們的經(jīng)驗(yàn)：將保護(hù)環(huán)境作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高效益的措施。（1-15）

　　5．探索標(biāo)本兼治的消減之道

　　5．1．治標(biāo)：探索去霧，試試降雨劑。云是天上的霧，霧是地上的云。降雨是降下云中的水，能否降下霧中的水、化霧成雨，成為開發(fā)利用氣候資源之一法？有關(guān)試用降雨劑，已在“水泥降雨不是夢(mèng)”（5）一文議論取水、消臺(tái)減災(zāi)時(shí)談過。所謂治標(biāo)，是因贊同“PM2.5是成霧的元兇之一?！碧剿魅レF化害為利，從輿論上為消減PM2.5的大規(guī)模開發(fā)研究鋪路。

　　試用水泥作降雨劑，弄清機(jī)理：帶水泥的水形成薄層能否保水固土固沙、改造沙化地？ 此事曾在1994年8月京北了思臺(tái)人大活動(dòng)時(shí)討論：以北京西北部的沙化地為施放目標(biāo)作水泥降雨劑研究。試驗(yàn)地點(diǎn)就選了思臺(tái)。這里原是高炮靶場(chǎng)，至今尚存兩門雙管高炮供來(lái)客觀賞。早就聽主管馮永順談過試炮會(huì)引起降雨。1994年8月4日京城大雨，了思臺(tái)陰云密布，卻沒有雨。能否發(fā)射水泥彈形成降雨?老馮說(shuō)完全可能。這里地形理想，排水通暢，就是大雨也不致成災(zāi)。不用擔(dān)心水泥污染環(huán)境、板結(jié)土壤。因?yàn)橐l(fā)降雨之后，繼續(xù)降水的沖刷足以帶走水泥粒子。了思臺(tái)地層裂隙多存不住水，帶有水泥的水如能引起板結(jié)存住水，這是當(dāng)?shù)叵Ｍ吹降慕Y(jié)果--存水。對(duì)部隊(duì)來(lái)講，如果用水泥彈降水成功，高炮老兵器有新用途，將成為我國(guó)對(duì)和平、發(fā)展的又一貢獻(xiàn)。當(dāng)時(shí)還議論試驗(yàn)成功后提倡放水泥彈代替放爆竹作為老百姓在節(jié)日、喜慶時(shí)表示慶祝。既高興、又為取水作貢獻(xiàn)，形成一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)、有助于消臺(tái)減災(zāi)增水源。

　　2006.7.7．鳳凰臺(tái)中午播報(bào)天氣預(yù)報(bào)，楊潔談到“美國(guó)海軍用一種白色粉末在夏威夷降下臺(tái)風(fēng)中的水-成雨。問題是價(jià)錢較貴?！闭f(shuō)明降雨之可能。本人研制的乳黃色粉末價(jià)錢比白水泥便宜，不會(huì)比“白色粉末”貴。如用航母艦載機(jī)飄灑降雨成功，將是我國(guó)為和平發(fā)展的新貢獻(xiàn)--部隊(duì)以非凡的膽略化天災(zāi)為人利。

　　5．2．治本：根據(jù)成因、特性，消減PM2.5治本之道要從本行業(yè)做起。

　　5．2．1．大搞節(jié)能減排，搞好環(huán)境保護(hù)

　　水泥工業(yè)是耗能、耗土大戶，怎么利用廢渣代土、搞好節(jié)能，減少粉塵排放--減排？準(zhǔn)備參與全國(guó)性的節(jié)能大賽。

　　為了簡(jiǎn)明扼要判斷節(jié)能程度、好比較，最簡(jiǎn)單的是看煤耗。減煤多少，就能大致反映減排效果。在當(dāng)前條件下水泥廠可以基本不動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)初步減排，本文擬重點(diǎn)談的辦法就是泥砂廢石代黏土、利用低鈣石灰石，采用低煤耗快燒。

　　5．2．1．1．泥沙廢石代黏土

　　在探索加強(qiáng)取水的同時(shí)，研究擴(kuò)大存水條件?！澳嗌硰U石代黏土，節(jié)能減排增存水”這個(gè)議題，是分析傳統(tǒng)燒水泥是老三樣：石灰石、黏土、鐵粉，加煤燒。黏土是人類賴以生存的資源，用黏土燒水泥能耗（煤耗、電耗）高、既不合理，又不經(jīng)濟(jì)!用什么來(lái)代替黏土？泥砂、廢石（包括焚燒后的垃圾）。（1-4）（6-13）

　　實(shí)踐認(rèn)識(shí)：用尾礦（包括圍巖）代土可大幅度降低煤耗、提高強(qiáng)度和產(chǎn)量。江西南豐寶巖水泥廠用河灘泥砂代土，內(nèi)蒙蒙西廠用風(fēng)積沙代砂巖也降低煤耗（約10%）、提高強(qiáng)度和產(chǎn)量，只是幅度沒有尾礦顯著。退休后響應(yīng)黨中央西部大開發(fā)的號(hào)召、繼續(xù)從事技術(shù)創(chuàng)新，解決西進(jìn)西部地區(qū)提高水泥生產(chǎn)水平的三高問題：高海拔氧含量低、高寒影響燃燒和高硫煤的污染問題；在立窯上成功利用當(dāng)時(shí)回轉(zhuǎn)窯上難以利用的低鈣石灰石和高硫煤。如2002年在四川成功利用筑路廢石（判斷地質(zhì)潛能較大）配高硫煤取得降低煤耗（約10%以上）、提高強(qiáng)度和產(chǎn)量的效果?？吹竭x用地質(zhì)潛能大易燒性好的原料、正確配煤對(duì)提高水泥廠生產(chǎn)水平、混凝土特性、經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，更增加了信心。當(dāng)年應(yīng)邀在四川技術(shù)年會(huì)上提出利用江河湖海泥沙、增加河床存水能力，以利減少暴雨形成的水災(zāi)；建議從利用長(zhǎng)江上游和四川盆地中各江河的卵石和粗沙、在三峽庫(kù)區(qū)特別是重慶減少沉積做起，并用于屋頂造地工程、作為開發(fā)泥砂產(chǎn)業(yè)的一個(gè)途徑。（8）

　　研究化幾百以至上千億資金建造海塘去擋海水，美國(guó)人搞得起。我們研究利用泥沙解決住房問題，有屋頂花園更好。這是受古人“養(yǎng)魚種竹千倍利”和太湖地區(qū)每年撈湖泥作肥料的啟發(fā)，根據(jù)泥砂不同粒徑和組分科學(xué)相配，可生產(chǎn)建造屋頂花園上的造地材料；用于種草、種花，特種土壤可以種茶、種藥--金銀花、山藥、大蒜。既保護(hù)環(huán)境、有利健康，又有利于減緩海平面上升。（13）

　　進(jìn)一步認(rèn)識(shí)：把遍布各地的水泥廠看成是已有環(huán)保裝備、治水裝備，與水利建設(shè)相結(jié)合，是全局需要。把泥砂、廢石（筑路廢石、包括泥石流、塌方和地震中破碎的磚石、混凝土多種廢石和工業(yè)廢渣）等廢料變成治理水土的原料，以至變成房子、道路、橋梁和新城鎮(zhèn)。把當(dāng)?shù)刭Y源變成財(cái)富，是順應(yīng)自然、趨利避害的辦法。利用廢渣代土生產(chǎn)水泥做膠凝材料，再膠結(jié)廢渣生產(chǎn)砌塊和混凝土。砌塊代磚保護(hù)黏土資源，充分利用水泥膠凝材料的化學(xué)能量、減少燒磚煤耗。實(shí)施中易于做到就地取材、就地生產(chǎn)、就地利用，減少運(yùn)輸能耗。對(duì)我國(guó)需要大量進(jìn)口油料的國(guó)家更具有重要意義。能順應(yīng)自然、合理創(chuàng)造財(cái)富，其意義不僅是利廢。政府部門可探索能否成為把當(dāng)?shù)刭Y源變成財(cái)富的生財(cái)之道；并在高速發(fā)展中起重要作用和轉(zhuǎn)化為環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。（6-15）

　　回憶1998、2003、2007年長(zhǎng)江、渭河、淮河大水，究其原因都與泥沙淤積、河床抬高、存水能力減少有關(guān)。“水流必按趨向挾帶一定泥沙?！彼亮魇亲匀灰?guī)律。與治理水土流失的水利工程結(jié)合，綜合利用江湖河海泥沙和廢石代替黏土作水泥原料、混合材和骨料，生產(chǎn)水泥、固土劑、砌塊、混凝土，減少由于取土必然伴隨水土流失的問題。既是節(jié)能減排的措施，又有增加存水的效果。與清理航道環(huán)境工程相結(jié)合變成防汛工作一項(xiàng)內(nèi)容、支撐發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，可成為增加存水、化害為利的環(huán)保措施。還可以暢想在規(guī)劃和扶貧工程中統(tǒng)盤研究、逐步實(shí)現(xiàn)與開發(fā)旅游資源結(jié)合建小水電站、用電炊。搞小水電站可以保護(hù)林木，減少濫伐森林、保持水土。擴(kuò)大水泥應(yīng)用范圍、發(fā)揮水泥生產(chǎn)的環(huán)保功能，水泥做樓板、屋架等水泥制品；水泥廠搞制品（包括干拌砂漿、砌塊）可成為支撐存水的配套措施。因此研究綜合利用江湖河海泥砂是保持水土、改善環(huán)境的重要措施。不僅為應(yīng)付百年一遇的洪水，而是人類生存、可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)需要。加快解決住的問題。水泥砌沼氣池，不僅解決燒的問題、還可做藥。建小電站，大力開發(fā)電動(dòng)汽車、用電炊、開發(fā)電燒水泥，就有了基礎(chǔ)。特別是解決西部高原缺氧地區(qū)增產(chǎn)水泥具有重要意義。這是水泥工業(yè)做好本職工作、關(guān)注相關(guān)產(chǎn)業(yè)，全面合作消減PM2.5的一個(gè)治本之道；也是水泥工業(yè)轉(zhuǎn)化為環(huán)保產(chǎn)業(yè)的探索課題。（1-4）（6-15）

　　多年實(shí)際應(yīng)用弄清沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖（包括火山噴出巖）用于生產(chǎn)水泥難燒程度的比較：黏土>沉積巖>巖漿巖>變質(zhì)巖；也研究了作混合材、?