第一篇:從霧霾成因的三北防護(hù)林的防護(hù)作用和措施分析論文
摘要:指出了近幾年霧霾已經(jīng)成為我國(guó)北方冬季最嚴(yán)重的空氣污染之一,多方面的因素促成了霧霾的形成,其中三北防護(hù)林對(duì)霧霾形成也有一些影響。在詳述了霧霾形成機(jī)理的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析霧霾的主要成分以及霧霾形成的物理?xiàng)l件,說(shuō)明了霧霾的形成與三北防護(hù)林的關(guān)系相關(guān)性不大,減少機(jī)動(dòng)車(chē)和燃煤鍋爐等的大氣排放,增加植被減少溫室效應(yīng)是減少霧霾的有效途徑,并由此提出了霧霾防治的有效方法。
關(guān)鍵詞:霧霾;三北防護(hù)林;微顆粒懸浮物;防治措施
中圖分類(lèi)號(hào):X513
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2017)19019903
1引言
霧霾是近幾年北方地區(qū)冬季最嚴(yán)重的空氣污染之一,嚴(yán)重影響了人們的生活、工作及身心健康,已不單單是環(huán)境問(wèn)題,越來(lái)越成為社會(huì)問(wèn)題[1]。
當(dāng)氣溫接近0℃,相對(duì)濕度達(dá)到100%,在水汽充足、微風(fēng)及大氣層穩(wěn)定的情況下,空氣中的水汽便會(huì)凝結(jié)成細(xì)微的水滴懸浮于空中,使地面水平的能見(jiàn)度下降,這種天氣現(xiàn)象稱為霧,而由大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁大氣現(xiàn)象被稱為霾,世界氣象組織對(duì)灰霾的定義是能見(jiàn)度小于5km,當(dāng)霾和霧相互結(jié)合形成一種膠合體,就形成了霧霾。霾中的各類(lèi)微粒,極易侵入人體呼吸道和肺葉中,引起呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病[2]。因此人們談霾色變。對(duì)于霧霾的產(chǎn)生和危害仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)智,劉太剛等認(rèn)為房地產(chǎn)大躍進(jìn)是導(dǎo)致我國(guó)霧霾常態(tài)化趨勢(shì)的諸兇之首,提出了房地產(chǎn)的省市際合作限產(chǎn)的解決方案;張罡等指出了霧霾污染產(chǎn)生主要的原因在于我國(guó)工業(yè)化程度的不斷推進(jìn)下的粗放式管理,據(jù)此提出了防治霧霾污染的一些有效措施;王西洋等從分析霧霾形成的空間和時(shí)間的條件方面,提出了防治霧霾的幾項(xiàng)措施;辛悅指出近地面風(fēng)速的下降是產(chǎn)生霧霾的原因,大氣環(huán)流、城市化建設(shè)、三北防護(hù)林建設(shè)是近地面平均風(fēng)速減小的可能原因,于是網(wǎng)絡(luò)上流行著三北防護(hù)林是造成今天霧霾的的原因,由于網(wǎng)絡(luò)的影響,這一觀點(diǎn)嚴(yán)重地影響到大眾的心理及意識(shí),為此國(guó)家林業(yè)局回應(yīng)該觀點(diǎn)無(wú)科學(xué)依據(jù)。如何理解三北防護(hù)林與霧霾形成原因之間的關(guān)系,首先應(yīng)該從科學(xué)的角度來(lái)分析霧霾產(chǎn)生的原因,然后再討論三北防護(hù)林與霧霾的關(guān)系,最后制定能夠防治霧霾的方案。
2霧霾產(chǎn)生的原因
霧霾是霧和霾的膠合體,當(dāng)空氣中的微顆粒懸浮物積聚到一定程度,在天氣比較潮濕的情況下,和空氣中的水分(霧)相互作用形成膠體,這就是常說(shuō)的霧霾,由于是膠體,這種物質(zhì)很難擴(kuò)散。由此霧霾的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件:一是要有微顆粒物,是形成霧霾的充分條件;二是在一定的氣象條件下懸浮物積聚成一定濃度,并且要有霧的產(chǎn)生,是形成霧霾的必要條件。
2.1微顆粒懸浮物
微顆粒懸浮物是霧霾的主要成分,構(gòu)成微顆粒懸浮物的主要成分是PM2.5,從微粒的幾何特性上說(shuō)其直徑一般不超過(guò)2.5μm,其化學(xué)成分一般為工業(yè)排放的煙粉塵、二氧化硫、氮氧化物等。一般來(lái)源于汽車(chē)尾氣的排放,燃煤工業(yè)鍋爐的排放等。
環(huán)保部發(fā)布了《2017年中國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)污染防治年報(bào)》,公布2017年全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)污染排放狀況。年報(bào)顯示,2016年全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染物初步核算為4472.5萬(wàn)t,其中,一氧化碳3419.3萬(wàn)t、碳?xì)浠衔?22.0萬(wàn)t、氮氧化物577.8萬(wàn)t、顆粒物53.4萬(wàn)t,已成為我國(guó)空氣污染的重要來(lái)源,是造成灰霾、光化學(xué)煙霧污染的重要原因。
根據(jù)《燃煤鍋爐煙塵和二氧化硫排放總量核定技術(shù)方法—物料衡算法》燃燒1t煤,產(chǎn)生大約16kgSO2,1萬(wàn)m3廢氣,產(chǎn)生200kg煙塵,冬季北方地區(qū)的采暖也是產(chǎn)生微顆粒懸浮物的主要因素。
2.2微顆粒懸浮物集聚的原因
一般有了微顆粒懸浮物還不足以形成霧霾,只有當(dāng)微懸浮物積聚到一定濃度,才具備了形成霧霾的必要條件。造成微顆粒懸浮物聚集的主要有如下因素。
空氣氣壓低,空氣不流動(dòng),使空氣中的微小顆粒聚集,漂浮在空氣中。大氣的流動(dòng)形成風(fēng),風(fēng)攪動(dòng)空氣中的懸浮物流動(dòng),不易形成集聚,但在冬天由于地面溫度低而空氣中的溫度高造成的逆溫效應(yīng)使得空氣不再向高空中流動(dòng),使得地表面空氣相對(duì)靜止,空氣污染物不能排出,使得微顆粒懸浮物的濃度越來(lái)越大。
2.3地表一定的濕度
在懸浮微顆粒積聚到一定程度的情況下,只有具備了一定的濕度,微顆粒物和水相互混合,形成了膠體狀物質(zhì),霧霾才得以產(chǎn)生。
我國(guó)北方地區(qū),秋冬季節(jié)晝夜溫差比較大,白天空氣的溫度高,空氣中所能容納的水汽多,夜里溫度降低空氣中所含水分變少,多余的水汽就會(huì)凝結(jié)出來(lái),變成很多小水滴,懸浮在近地面的空氣層里,就形成了霧。當(dāng)?shù)孛婊覊m大,空氣濕度低,地面的人和車(chē)流使灰塵攪動(dòng)起來(lái),于是就形成了膠體狀的霧霾。
隨著溫室效應(yīng)的出現(xiàn),全球氣溫變暖增加了地表水的蒸發(fā)力度,使得空氣中的水分增多,增加了霧霾產(chǎn)生的機(jī)率。
3三北防護(hù)林對(duì)霧霾的影響
1978年啟動(dòng)“三北”防護(hù)林體系建設(shè)工程,使得“三北”地區(qū)森林植被有了較好的恢復(fù),生態(tài)環(huán)境得到了較大改善,同時(shí),也促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,其防治沙塵暴的直接作用主要是減弱動(dòng)力。雖然大氣環(huán)流形成的大風(fēng)不是人力所能消除的,但是通過(guò)加強(qiáng)林草植被建設(shè),可以減弱地表風(fēng)速,達(dá)到減輕沙塵暴的效果。通過(guò)林業(yè)生態(tài)建設(shè),保護(hù)和發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)力,減輕對(duì)沙質(zhì)土地的經(jīng)營(yíng)壓力,反過(guò)來(lái)促進(jìn)植被恢復(fù)和發(fā)展,達(dá)到減弱動(dòng)力源和物質(zhì)源的雙重效果。
風(fēng)的產(chǎn)生主要是由于氣壓冷熱不均造成。我國(guó)的冬季,風(fēng)從陸地吹向海洋,加上地轉(zhuǎn)偏向力的作用,形成西北季風(fēng)。我國(guó)北方的西伯利亞和蒙古人民共和國(guó)等地區(qū)冬季非常寒冷,蘊(yùn)藏了大量的冷空氣。在西北風(fēng)的作用下冷空氣強(qiáng)勢(shì)南下,將停留在我國(guó)東南部的暖空氣擠走,并補(bǔ)充進(jìn)來(lái)大量干燥而寒冷的冷空氣,減少了空氣中的濕度,在一定程度上減少了霧霾的形成,這也許是有些人認(rèn)為三北防護(hù)林是產(chǎn)生霧霾的原因,但是西北風(fēng)嚴(yán)重影響著人們的生活習(xí)慣,比如我國(guó)北方地區(qū)冬季供暖,天氣越是寒冷冬季供暖需要的能量就越多,燃燒的煤炭就越多,排到大氣中的微顆粒就越多,造成的大氣污染源就越大;天氣越是寒冷,人們外出乘坐汽車(chē)的欲望就越大,汽車(chē)的尾氣排放就越多,這些又增加霧霾產(chǎn)生的傾向。
前述霧霾產(chǎn)生的原因中大氣中的微顆粒懸浮物是霧霾產(chǎn)生的充分條件,冬季的逆溫效應(yīng)以及地表大霧的產(chǎn)生是霧霾產(chǎn)生的必要條件,而這些原因和三北防護(hù)林不存在必然的聯(lián)系,間接地,由于三北防護(hù)林減緩了冷空氣的入侵速度,改變了人們的冬季生活習(xí)慣,有著減少增加天然氣等顆粒懸浮物的趨勢(shì),從這方面分析三北防護(hù)林對(duì)減少霧霾還有著一定的作用。
三北防護(hù)林防砂、固沙,增加了地表植被,植物的光合作用消耗了大量的二氧化碳,從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上減輕了溫室效應(yīng),對(duì)防治霧霾起著積極的作用。
考察三北防護(hù)林對(duì)霧霾的影響應(yīng)該全面、辯證地進(jìn)行,不要憑直覺(jué)簡(jiǎn)單地下結(jié)論,從以上分析可知三北防護(hù)林對(duì)于防止霧霾有著積極的意義。
4霧霾的防治措施
在分析了霧霾產(chǎn)生的原因的基礎(chǔ)上,從霧霾產(chǎn)生的充分和必要條件條件入手,制定防止霧霾的措施。霧霾的防治包括兩層含義,即預(yù)防與治理。
4.1霧霾的預(yù)防
霧霾的預(yù)防就是從根本上減少霧霾形成的因素,使得霧霾形成的充分必要條件不能形成,減少霧霾的形成機(jī)率。
4.1.1減少大氣中的微顆粒懸浮物
減少大氣中微顆粒懸浮物是一種釜底抽薪的辦法,也是最行之有效的辦法,冬季大氣污染集中在汽車(chē)尾氣和燃煤鍋爐方面,主要從這兩方面著手制定措施。
(1)從政府層面上要調(diào)整我國(guó)的能源結(jié)構(gòu),優(yōu)先發(fā)展新能源技術(shù),減少煤炭燃燒的規(guī)模,增加天然氣等清潔能源的比例,基本消除燃煤所產(chǎn)生的煙塵、二氧化硫和氮氧化物。
(2)減少汽車(chē)尾氣的排量帶來(lái)的危害,提高機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于普通個(gè)體,提倡綠色出行,如建議每周少開(kāi)一天車(chē)。
4.1.2增加地表植被
提倡植樹(shù)造林活動(dòng),增加地表植被,利用植物的光合作用吸收二氧化碳,減少溫室效應(yīng)也是預(yù)防霧霾的一個(gè)措施。
4.2霧霾的治理
霧霾嚴(yán)重威脅著人們的健康,此時(shí)需要對(duì)霧霾進(jìn)行治理,本質(zhì)上是對(duì)具有膠體特性霧霾進(jìn)行收集和分解,最簡(jiǎn)單的辦法是在室內(nèi)設(shè)置空氣進(jìn)化器,在室外設(shè)置霧霾凈化塔,也有學(xué)者提出建立城市霧霾凈化系統(tǒng),即將高處的霧霾空氣后輸送到地表,形成一個(gè)循環(huán),也是治理霧霾的一個(gè)方法。
可見(jiàn),霧霾的防治重在防,只有從源頭上減小或消除產(chǎn)生霧霾的條件,才能打贏治理霧霾攻堅(jiān)戰(zhàn),近期由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)處于轉(zhuǎn)型期,產(chǎn)生一定的霧霾也是不可避免的,公眾不必談霾色變,要用積極的心態(tài)來(lái)面對(duì),積極利用各種治理霧霾的手段,來(lái)減少霧霾對(duì)人們身心健康的影響。
5結(jié)語(yǔ)
霧霾嚴(yán)重影響到人們的身心健康,既是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題,同時(shí)也是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)霧霾產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,剖析了三北防護(hù)林對(duì)霧霾的影響關(guān)系,提出了霧霾的防治措施,得出了如下結(jié)論。
(1)大氣中的微顆粒懸浮物是形成霧霾的充分條件,冬季大氣中的逆溫現(xiàn)象以及多霧的氣象條件是形成霧霾的必要條件,只有當(dāng)這些條件都具備時(shí)才能形成霧霾。
(2)三北防護(hù)林雖然減緩了冬季季風(fēng)的強(qiáng)度,但綜合考慮三北防護(hù)林的作用,它不是霧霾產(chǎn)生的根本原因,從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上三北防護(hù)林對(duì)霧霾的防治有著積極的意義。
(3)從源頭上減少微顆粒懸浮物的排放量才是治理霧霾的根本原因,優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu),提倡綠色出行是減少微顆粒懸浮物的重要措施。
(4)全球變暖加大了霧霾的產(chǎn)生的機(jī)率,呼吁人們行動(dòng)起來(lái)認(rèn)真履行《巴黎氣候變化協(xié)定》以減少溫室氣體的排放量,同時(shí)要增加地表植被,消耗大氣中的二氧化碳,有助于減少溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。
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第二篇:華北地區(qū)霧霾成因分析
華北地區(qū)霧霾成因分析
姚燕良
(華北科技學(xué)院,北京 東燕郊 101601)
摘要:2015年11月,我國(guó)華北部地區(qū)先后遭遇多次大范圍持續(xù)霧霾天氣,給人們生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。分析霧霾成因和治理霧霾迫在眉睫。
關(guān)鍵詞:霧霾;大氣污染;靜穩(wěn)天氣;大氣氣溶膠 中圖分類(lèi)號(hào):TU83 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0引言
霧霾是秋冬季節(jié)常見(jiàn)的天氣現(xiàn)象。霧和霾雖然同為視程障礙物,但是二者之間卻有極大差別。霧—空氣中的水汽凝結(jié)現(xiàn)象,是自然的天氣現(xiàn)象,和人為污染不存在著必然聯(lián)系;霾—指原因不明的因大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現(xiàn)象。霾的核心物質(zhì)是空氣中懸浮的灰塵顆粒,氣象學(xué)上稱為氣溶膠顆粒。二者可從空氣濕度上進(jìn)行大致判斷,一般情況下,相對(duì)濕度大于90%時(shí)稱作霧,小于80%時(shí)稱為霾,80%~90%之間則為霧霾混合物。霧和霾一天當(dāng)中,角色可能發(fā)生交替,也可能在同一區(qū)域內(nèi)有些地方是霾有些地方為霧。霧和霾同時(shí)存在,且區(qū)域性能見(jiàn)度低于10公里的空氣普遍渾濁現(xiàn)象被稱為“霧霾”天氣。由于能見(jiàn)度的降低不僅有“積極”參與的云霧滴的作用,還有氣溶膠粒子的貢獻(xiàn),且其中的細(xì)粒子排放主要來(lái)自人類(lèi)活動(dòng),因此霧霾不是純粹的自然現(xiàn)象,霧霾天氣的出現(xiàn)是氣象問(wèn)題,更是環(huán)境問(wèn)題。2015年11月,我國(guó)中東部地區(qū)先后遭遇多次大范圍持續(xù)霧霾天氣,其影響范圍、持續(xù)時(shí)間、霧霾強(qiáng)度歷史少見(jiàn)。霧霾天氣導(dǎo)致空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度下降,造成呼吸系統(tǒng)和過(guò)敏等疾病的發(fā)病率增加,高速公路封閉,航班延誤或取消,給人民群眾的身體健康和生活造成嚴(yán)重影響。1霧霾天氣成因分析
2015年11月,華北地區(qū)出現(xiàn)多次大范圍的霧霾天氣過(guò)程,是由于華北地區(qū)氣象條件、地形地貌和人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)共同作用的結(jié)果。
1.1大氣環(huán)流異常導(dǎo)致靜穩(wěn)天氣增多,有利于形成霧霾
靜穩(wěn)天氣是指當(dāng)大范圍近地面大氣層持續(xù)或超過(guò)24h出現(xiàn)氣壓場(chǎng)比較均勻、靜風(fēng)或風(fēng)速較小的天氣。在靜穩(wěn)天氣條件下,湍流受到抑制,特別是當(dāng)逆溫層出現(xiàn)時(shí),不利于低空中的水蒸汽和顆粒物的擴(kuò)散,特別容易形成霧霾天氣。
靜穩(wěn)天氣多發(fā)季節(jié)為秋冬兩季。2015年11月大氣環(huán)流于往年較異常而導(dǎo)致靜穩(wěn)天氣偏多,為大范圍持續(xù)霧霾天氣的出現(xiàn)提供了有利條件。11月份,由于西伯利亞地區(qū)冷高壓異常偏弱,北半球西風(fēng)指數(shù)較常年明顯偏大,表明高空西風(fēng)分量較強(qiáng),環(huán)流比較平直,緯向型環(huán)流較弱,極不利于引導(dǎo)極地冷空氣進(jìn)入我國(guó),特別是華北地區(qū);再就是華北地區(qū)的海平面氣壓值較常年偏小1~5hpa(百帕),處于弱氣壓梯度區(qū),地面風(fēng)速不大,垂直和水平方向擾動(dòng)小,靜風(fēng)和小風(fēng)天氣多,故形成持續(xù)靜穩(wěn)天氣。根據(jù)氣象局資料分析,2015年11月我國(guó)中東部大部地區(qū)穩(wěn)定類(lèi)天氣出現(xiàn)的頻率較常年明顯偏多,其中華東地區(qū)為56.5%、華南57.3%、西南63.7%,而華北地區(qū)高達(dá)64.5%,均為為近10年最高。另外,今年華北地區(qū)暖濕氣流也較往年異常,導(dǎo)致近地面空氣濕度大,因此出現(xiàn)大范圍持續(xù)霧霾天氣。
1.2華北地區(qū)大氣氣溶膠濃度高有利于形成霧霾
華北地區(qū)大氣氣溶膠濃度在全國(guó)范圍來(lái)說(shuō)處于較高水平,有利于催生霧霾天氣的形成。大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中的固態(tài)和液態(tài)顆粒物的總稱,主要包括沙塵、碳(有機(jī)碳和黑碳)、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和海鹽等六大類(lèi)。冬季華北地區(qū)燃煤采暖、春秋季農(nóng)村地區(qū)秸稈焚燒都會(huì)造成碳?xì)馊苣z的濃度明顯增加。我國(guó)華北地區(qū)重工業(yè)相對(duì)比較發(fā)達(dá),排放的二氧化硫較多,由于氣溫高可加速二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,所以夏季華北地區(qū)硫酸鹽氣溶膠濃度較其他季節(jié)和地區(qū)都高。因城市汽車(chē)使用量大大高于農(nóng)村,所以城市中硝酸鹽和硫酸鹽氣溶膠濃度大大高于農(nóng)村。氣溶膠中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑在10微米以下的顆粒物稱為PM10,2.5微米以下的稱為PM2.5。Aaron利用Terra衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演得到全球PM2.5濃度分布,結(jié)果表明全球大部分地區(qū)年均PM2.5濃度<10微克/立方米,而在我國(guó)華北地區(qū)則達(dá)到70-100微克/立方米,部分地區(qū)甚至>100微克/立方米,明顯處于較高水平;我國(guó)PM10的濃度也遠(yuǎn)高于歐美地區(qū)。近年來(lái),由于煤炭消耗量和機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量急劇增長(zhǎng)等因素,我國(guó)氣溶膠濃度不斷上升。
科學(xué)研究表明,氣溶膠中PM10和PM2.5的濃度與能見(jiàn)度由密切的關(guān)系。有研究證明,北京地區(qū)能見(jiàn)度與PM10、PM2.5 濃度的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到-0.622、-0.694,當(dāng)PM10、PM2.5濃度上升時(shí),能見(jiàn)度將明顯下降。能見(jiàn)度降低的主要原因是空氣中顆粒物對(duì)光的散射和吸收效應(yīng),并由于散射作用減小了目標(biāo)物與天空背景之間的對(duì)比度而造成。大氣氣溶膠中,起散射作用的主要是粒徑為0.1~1微米的細(xì)粒子,對(duì)光的吸收效應(yīng)幾乎全部是由黑碳和含有黑碳的顆粒所引起。由此可見(jiàn),氣溶膠濃度對(duì)能見(jiàn)度的影響非常大,我國(guó)氣溶膠濃度高是霧霾天氣多發(fā)的主要原因,而冬季華北地區(qū)采暖燃煤釋放的大量黑碳則加劇了霧霾的形成。
1.3霧霾天氣反作用于大氣近地層迫使氣流更加穩(wěn)定,加劇霧霾發(fā)展
大氣中污染物和霧霾相互影響和作用,其主要媒介是氣溶膠。霧霾中污染物的加入顯著改變了氣溶膠濃度,可促進(jìn)水汽凝結(jié),形成更多的云霧滴,水汽凝結(jié)時(shí)釋放的潛熱又有利于霧區(qū)的抬升和擴(kuò)展;另一方面,云霧滴和氣溶膠的增加將更多的太陽(yáng)輻射反射、散射回大氣中,使到達(dá)地面的輻射減少,地面氣溫下降,大氣層結(jié)穩(wěn)定度增加,造成每日正常排放和轉(zhuǎn)化的氣溶膠粒子更易在近地層大氣中集聚,能見(jiàn)度進(jìn)一步降低。由此可見(jiàn),氣溶膠的增多通過(guò)影響近地面層動(dòng)力和熱力場(chǎng),對(duì)霧霾的發(fā)展起正反饋?zhàn)饔谩?/p>
1.4氣溶膠二次反應(yīng)導(dǎo)致污染物濃度增高
氣溶膠按照形成過(guò)程可分為一次氣溶膠和二次氣溶膠。人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的污染源排入大氣中,其中二氧化硫、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物等一次氣溶膠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和氣粒轉(zhuǎn)化過(guò)程,形成硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等新的比較穩(wěn)定的顆粒,即二次氣溶膠。大量數(shù)據(jù)表明,大氣中二次氣溶膠對(duì)PM2.5濃度的貢獻(xiàn)最大,大氣污染物中有近50%的顆粒物來(lái)自于二次反應(yīng)。二次氣溶膠參與形成更多的云(霧)滴,使本已嚴(yán)重的大氣污染狀況變得更為復(fù)雜,霧霾天氣更嚴(yán)重。2霧霾的危害
根據(jù)英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志The Lancet去年底公布的《全球疾病負(fù)擔(dān)》報(bào)告明確指出2012年就有高達(dá)210萬(wàn)的亞洲人死于空氣污染,而在全球67種疾病殺手中空氣污染致死在中國(guó)已經(jīng)排到了第四位。像是過(guò)去十年間北京的肺炎病患就增加了六成心血管疾病霧霾天氣是心血管疾病患者的“健康殺手”,尤其是有呼吸道疾病和心血管疾病的老人,霧天最好不出門(mén),更不宜晨練,否則可能誘發(fā)病情,甚至心臟病發(fā)作,引起生命危險(xiǎn)。專(zhuān)家指出,之所以說(shuō)霧天是心血管疾病患者的“危險(xiǎn)天”,是因?yàn)槠痨F時(shí)氣壓低,空氣中的含氧量有所下降,人們很容易感到胸悶,早晨潮濕寒冷的霧氣還會(huì)造成冷刺激,很容易導(dǎo)致血壓波動(dòng)、血管痙攣、心臟負(fù)荷加重等。同時(shí),霧中的一些病原體會(huì)導(dǎo)致頭痛,甚至誘發(fā)高血壓、腦溢血等疾病。因此,患有心血管疾病的人,尤其是年老體弱者,不宜在霧天出門(mén),更不宜在霧天晨練,以免發(fā)生危險(xiǎn)。
霧霾天氣極易使人哮喘復(fù)發(fā)。包括支氣管哮喘、支氣管炎、過(guò)敏性鼻炎和變異性咳嗽等。霧霾天氣時(shí),空氣中漂浮著粉塵、煙塵,塵螨也可能懸浮在霧氣中,支氣管哮喘患者吸入這些過(guò)敏原,就會(huì)刺激呼吸道,出現(xiàn)咳嗽、悶氣、呼吸丌暢等哮喘癥狀。人們每次呼吸,往肺部深處吸入大約50萬(wàn)個(gè)微粒,可是在受到污染癿空氣中,吸入癿微??赡鼙冗@多百倍。3北京地區(qū)防治理霧霾措施
3.1加大綜合治理力度,減少污染物排放
霧霾天氣中污染物的主要來(lái)源是燃煤、燃油以及與居民生活的相關(guān)排放。減少燃煤源的污染,關(guān)鍵要全面整治燃煤小鍋爐,使用高效節(jié)能環(huán)保型鍋爐代替中小型燃煤鍋爐。加快推進(jìn)城市集中供熱,擴(kuò)大高污染燃料禁燃區(qū)范圍,逐步推行“煤改氣”工程建設(shè);鼓勵(lì)農(nóng)村地區(qū)推廣使用潔凈煤。加快重點(diǎn)行業(yè)脫硫、脫硝、除塵改造的工程建設(shè)。減少燃油導(dǎo)致的污染物同時(shí)需要強(qiáng)化移動(dòng)源污染防治,大城市嚴(yán)格限制機(jī)動(dòng)車(chē)保有量,實(shí)施公交優(yōu)先戰(zhàn)略,提高公交出行比例,大力推廣新能源汽車(chē),提升燃油品質(zhì),加快石油煉制企業(yè)的升級(jí)改造,嚴(yán)厲打擊非法生產(chǎn)、銷(xiāo)售不合格油品的行為。除燃煤燃油外,污染物源還有油煙污染、秸稈燃燒等,應(yīng)開(kāi)展餐飲油煙污染治理,餐飲服務(wù)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所安裝高效油煙凈化設(shè)施,強(qiáng)化無(wú)油煙凈化設(shè)施及露天燒烤的環(huán)境監(jiān)管;全面推廣秸稈還田、秸稈能源化開(kāi)發(fā)利用等綜合措施,加強(qiáng)秸稈燃燒監(jiān)管。
3.2加強(qiáng)跨區(qū)域應(yīng)急聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制
我國(guó)區(qū)域性霧霾問(wèn)題凸顯,隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張,區(qū)域內(nèi)城市連片發(fā)展,受大氣環(huán)流作用,城市間大氣污染相互影響明顯,相鄰城市間污染傳輸影響極為突出。大氣無(wú)邊界,對(duì)于霧霾天氣背后的大氣污染防控問(wèn)題,區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控是成本相對(duì)低、環(huán)境收益大的重要舉措。因此,應(yīng)當(dāng)建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的區(qū)域協(xié)作機(jī)制,統(tǒng)籌區(qū)域環(huán)境治理,尤其是大城市應(yīng)與周邊地區(qū)及上游省區(qū)實(shí)行聯(lián)動(dòng)減排、聯(lián)合執(zhí)法、信息共享、預(yù)警應(yīng)急等大氣污染防治措施;建立污染天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,及時(shí)發(fā)布監(jiān)測(cè)預(yù)警信息;同時(shí)制定完善應(yīng)急預(yù)案,建立健全區(qū)域聯(lián)動(dòng)的重污染天氣應(yīng)急響應(yīng)體系。一旦出現(xiàn)嚴(yán)重霧霾并伴有靜穩(wěn)天氣時(shí),依據(jù)重污染天氣的預(yù)警等級(jí),立即啟動(dòng)區(qū)域聯(lián)動(dòng)的應(yīng)急預(yù)案,防范和減少重污染天氣的出現(xiàn),引導(dǎo)公眾做好衛(wèi)生防護(hù),切實(shí)降低空氣污染的危害。
3.3加強(qiáng)科普宣傳工作,提高民眾減排意識(shí)
大氣污染不僅僅來(lái)源于工業(yè)、汽車(chē)尾氣、建筑工地等,也來(lái)自于日常生活。驅(qū)散霧霾,離不開(kāi)每個(gè)人的環(huán)保意識(shí)和環(huán)保行動(dòng)。要積極開(kāi)展多種形式的宣傳教育,普及大氣污染防治的科學(xué)知識(shí),倡導(dǎo)文明、節(jié)約、綠色的消費(fèi)方式和生活習(xí)慣,引導(dǎo)公眾從自身做起、從點(diǎn)滴做起、從身邊的小事做起,在全社會(huì)樹(shù)立起“同呼吸、共奮斗”的行為準(zhǔn)則,共同改善空氣質(zhì)量。充分發(fā)揮新聞媒體在大氣環(huán)境保護(hù)中的作用,積極宣傳區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的重要性、緊迫性,宣傳國(guó)家采取的政策措施和取得的成效,加強(qiáng)輿論監(jiān)督,為改善大氣環(huán)境質(zhì)量營(yíng)造良好的氛圍。
3.4加強(qiáng)對(duì)霧霾的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力和危害性研究,提高科學(xué)有效防控能力
在國(guó)家、地方相關(guān)科技計(jì)劃中,加大對(duì)大氣污染防治科技研發(fā)的支持力度。進(jìn)一步強(qiáng)化氣溶膠和霧霾監(jiān)測(cè)分析技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)建設(shè),完善大氣成分監(jiān)測(cè)體系,改進(jìn)霧霾數(shù)值預(yù)報(bào)模式,有效提升霧霾天氣和大氣污染的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力;大力開(kāi)展霧霾天氣形成的機(jī)理研究,及城市對(duì)邊界層動(dòng)力熱力結(jié)構(gòu)的作用和對(duì)霧霾形成發(fā)展消散的影響研究。加快推進(jìn)大氣污染綜合防治重大科技專(zhuān)項(xiàng),開(kāi)展光化學(xué)煙霧的危害性、污染機(jī)理與控制對(duì)策研究;開(kāi)展區(qū)域大氣復(fù)合污染控制對(duì)策體系研究。加快工業(yè)污染防治技術(shù)、工業(yè)脫硫脫硝除塵技術(shù)等的研發(fā)與示范,積極推廣先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。以科學(xué)研究為依據(jù)提高大氣污染的防控能力和效益。
參考文獻(xiàn):
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Abstract: in November 2015, the department of north China region has suffered many large scales continuous haze weather, the production and living caused serious influence to the people.Haze formation and governance haze is imminent.Key words: fog;Atmospheric pollution;The static stability the weather;Atmospheric aerosol.
第三篇:霧霾天氣成因及自我防護(hù)
霧霾天氣的成因與自我防護(hù)結(jié)課論文
院系:資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 班級(jí):11級(jí)地理科學(xué)(蒙)姓名: 富 強(qiáng)
學(xué)號(hào):
2013年12月14日
霧霾天氣的成因與自我防護(hù)
摘要:
今春開(kāi)始,我國(guó)中東部地區(qū)逐漸出現(xiàn)輕霧天氣,隨著時(shí)間的推移,輕霧、霧和霾的范圍逐漸加大、程度逐漸加?。惶貏e是北京天津等地霧霾連續(xù)數(shù)日,嚴(yán)重的影響了市民的生活質(zhì)量。而霾的組成成分非常復(fù)雜,包括數(shù)百種大氣化學(xué)顆粒物質(zhì)。其中有害健康的主要是直徑小于10微米的氣溶膠粒子,如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氣溶膠粒子、燃料和汽車(chē)廢氣等,對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境都有很?chē)?yán)重的影響。對(duì)此,我決定對(duì)霧霾成因和其成分分析及防治問(wèn)題進(jìn)行研究,從而建立解決此類(lèi)問(wèn)題的模型。一.霧霾簡(jiǎn)介
霧霾是霧和霾的組合詞。因?yàn)榭諝赓|(zhì)量的惡化,陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多,危害加重。中國(guó)不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào),統(tǒng)稱為?霧霾天氣?。二.組成成分
二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)是霧霾主要組成,前兩者為氣態(tài)污染物,最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)?。它們與霧氣結(jié)合在一起,讓天空瞬間變得灰蒙蒙的。顆粒物的英文縮寫(xiě)為PM,北京監(jiān)測(cè)的是PM10,也就是直徑小于10微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物,又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體。城市有毒顆粒物來(lái)源:首先是汽車(chē)尾氣。使用柴油的大型車(chē)是排放PM10的?重犯?,包括大公交、各單位的班車(chē),以及大型運(yùn)輸 卡車(chē)等。使用汽油的小型車(chē)雖然排放的是氣態(tài)污染物,比如氮氧化物等,但碰上霧天,也很容易轉(zhuǎn)化為二次顆粒污染物,加重霧霾。其次是北方到了冬季燒煤供暖所產(chǎn)生的廢氣。第三是工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣。比如冶金、機(jī)電制造業(yè)的工業(yè)窯爐與鍋爐,還有大量汽修噴漆、建材生產(chǎn)窯爐燃燒排放的廢氣。第四是建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚(yáng)塵。三.霧
是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng),是近地面層空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物。霧的存在會(huì)降低空氣透明度,使能見(jiàn)度惡化,如果目標(biāo)物的水平能見(jiàn)度降低到1000米以內(nèi),就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)(或凝華)物的天氣現(xiàn)象稱為霧(Fog);而將目標(biāo)物的水平能見(jiàn)度在1000-10000米的這種現(xiàn)象稱為輕霧或靄(Mist)。形成霧時(shí)大氣濕度應(yīng)該是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時(shí),相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和)。由于液態(tài)水或冰晶組成的霧散射的光與波長(zhǎng)關(guān)系不大,因而霧看起來(lái)呈乳白色或青白色。四.霾
霾(mái),也稱灰霾(煙霞)空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘W右材苁勾髿饣鞚?,視野模糊并?dǎo)致能見(jiàn)度惡化,如果水平能見(jiàn)度小于10000米時(shí),將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾(Dust-haze),香港天文臺(tái)稱煙霞(Haze)。
五.霾與霧的區(qū)別:
在于發(fā)生霾時(shí)相對(duì)濕度不大,而霧中的相對(duì)濕度是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時(shí),相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和)。一般相對(duì)濕度小于80%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霾造成的,相對(duì)濕度大于90%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霧造成的,相對(duì)濕度介于80-90%之間時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霾和霧的混合物共同造成的,但其主要成分是霾。霾的厚度比較厚,可達(dá)1-3公里左右。霾與霧、云不一樣,與晴空區(qū)之間沒(méi)有明顯的邊界,霾粒子的分布比較均勻,而且灰霾粒子的尺度比較小,從0.001微米到10微米,平均直徑大約在1-2微米左右,肉眼看不到空中飄浮的顆粒物。由于灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾,其散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光比較多,因而霾看起來(lái)呈黃色或橙灰色。六.形成原因和條件:
霧和霾相同之處都是視程障礙物。但霧與霾的形成原因和條件卻有很大的差別。霧是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶,形成條件要具備較高的水汽飽和因素。出現(xiàn)霧時(shí)空氣相對(duì)濕度常達(dá)100%或接近100%。霧有隨著空氣濕度的日變化而出現(xiàn)早晚較常見(jiàn)或加濃,白天相對(duì)減輕甚至消失的現(xiàn)象。出現(xiàn)霧時(shí)有效水平能見(jiàn)度小于1KM。當(dāng)有效水平能見(jiàn)度1-10KM時(shí)稱為輕霧。?‘霧’和‘霾’實(shí)際上是有區(qū)別的。?國(guó)家氣候中心氣候系統(tǒng)監(jiān)測(cè)室高級(jí)工程師孫冷指出,霧是指大氣中因懸浮的水汽凝結(jié)、能見(jiàn)度低于1公里時(shí)的天氣現(xiàn)象;而灰霾的形成主要是空氣中懸浮的大量微粒和氣象條件共同作用的結(jié)果,其成因有三:1.在水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多。城市里大樓越建越高,阻擋和摩擦作用使風(fēng)流經(jīng)城區(qū)時(shí)明顯減弱。靜風(fēng)現(xiàn)象增多,不利于大氣中懸浮微粒的擴(kuò)散稀釋?zhuān)菀自诔菂^(qū)和近郊區(qū)周邊積累;2.垂直方向上出現(xiàn)逆溫。逆溫層好比一個(gè)鍋蓋覆蓋在城市上空,這種高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象,使得大氣層低空的空氣垂直運(yùn)動(dòng)受到限制,空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。3.空氣中懸浮顆粒物的增加。隨著城市人口的增長(zhǎng)和工業(yè)發(fā)展、機(jī)動(dòng)車(chē)輛猛增,污染物排放和懸浮物大量增加,直接導(dǎo)致了能見(jiàn)度降低。危害區(qū)分隨著空氣質(zhì)量的惡化,陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多,危害加重。中國(guó)不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)。統(tǒng)稱為?霧霾天氣?。其實(shí)霧與霾從某種角度來(lái)說(shuō)是有很大差別的。譬如:出現(xiàn)霧時(shí)空氣潮濕;出現(xiàn)霾時(shí)空氣則相對(duì)干燥,空氣相對(duì)濕度通常在60%以下。其形成原因是由于大量極細(xì)微的塵粒、煙粒、鹽粒等均勻地浮游在空中,使有效水平能見(jiàn)度小于10KM的空氣混蝕的現(xiàn)象。符號(hào)為?∞?。霾的日變化一般不明顯。當(dāng)氣團(tuán)沒(méi)有大的變化,空氣團(tuán)較穩(wěn)定時(shí),持續(xù)出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng),有時(shí)可持續(xù)10天以上。由于陰霾、輕霧、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙霧等天氣現(xiàn)象,都是因浮游在空中大量極微細(xì)的塵?;驘熈5扔绊懼率褂行侥芤?jiàn)度小于10KM。有時(shí)使氣象專(zhuān)業(yè)人員都難于區(qū)分。必須結(jié)合天氣背景、天空狀況、空氣濕度、顏色氣味及衛(wèi)星監(jiān)測(cè)等因素來(lái)綜合分析判斷,才能得出正確結(jié)論,而且霧和霾的天氣現(xiàn)象有時(shí)可以相互轉(zhuǎn)換的。霾在吸入人的呼吸道后對(duì)人體有害,嚴(yán)重會(huì)致死。七.自我防護(hù)
1.霧霾天氣少開(kāi)窗。霧霾天氣不主張?jiān)缤黹_(kāi)窗通風(fēng),最好等太陽(yáng)出來(lái)再開(kāi)窗通風(fēng)。
2.外出戴口罩。如果外出可以戴上口罩,這樣可以有效防止粉塵顆粒進(jìn)入體內(nèi)。口罩以棉質(zhì)口罩最好,因?yàn)橐恍┤藢?duì)無(wú)紡布過(guò)敏,而棉質(zhì)口罩一般人都不過(guò)敏,而且易清洗。外出歸來(lái),應(yīng)立即清洗面部及裸露的肌膚。
3.適量補(bǔ)充維生素D。冬季霧多、日照少,由于紫外線照射不足,人體內(nèi)維生素D生成不足,有些人還會(huì)產(chǎn)生精神懶散、情緒低落等現(xiàn)象,必要時(shí)可補(bǔ)充一些維生素D。
4.飲食清淡多喝水。霧天的飲食宜選擇清淡易消化且富含維生素的食物,多飲水,多吃新鮮蔬菜和水果,這樣不僅可補(bǔ)充各種維生素和無(wú)機(jī)鹽,還能起到潤(rùn)肺除燥、祛痰止咳、健脾補(bǔ)腎的作用。少吃刺激性食物,多吃些梨、枇杷、橙子、橘子等清肺化痰食品。
5.易引發(fā)心血管疾病。霧霾天氣是心血管疾病患者的?健康殺手?,尤其是有呼吸道疾病和心血管疾病的老人,霧天最好不出門(mén),更不宜晨練,否則可能誘發(fā)病情,甚至心臟病發(fā)作,引起生命危險(xiǎn)。專(zhuān)家指出,之所以說(shuō)霧天是心血管疾病患者的?危險(xiǎn)天?,是因?yàn)槠痨F時(shí)氣壓低,空氣中的含氧量有所下降,人們很容易感到胸悶,早晨潮濕寒冷的霧氣還會(huì)造成冷刺激,很容易導(dǎo)致血管痙攣、血壓波動(dòng)、心臟負(fù)荷加重等。同時(shí),霧中的一些病原體會(huì)導(dǎo)致頭痛,甚至誘發(fā)高血壓、腦溢血等疾病。因此,患有心血管疾病的人,尤其是年老體弱者,不宜在霧天出門(mén),更不宜在霧天晨練,以免發(fā)生危險(xiǎn)。參考文獻(xiàn):
中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京:氣象出版社,2003. 百度一下
第四篇:霧霾天氣防護(hù)小措施
霧霾天氣防護(hù)小措施
坐在辦公室里,望向窗外,突然有種騰云駕霧在空中工作的錯(cuò)覺(jué)。一同事突然驚叫“我能確定樓下11點(diǎn)鐘方向有人!”,眾人詫異。數(shù)秒后,尾聲傳來(lái)“應(yīng)該是位戴鉆石耳釘?shù)拿琅?,一閃一閃地在移動(dòng)?!薄?。于是,在這個(gè)霧霾繚繞的天氣里,大家討論的話題變成了:如何更好地在霧霾里“生存”?
霧霾天氣少開(kāi)窗。
相信很多人都特別習(xí)慣開(kāi)窗通風(fēng),但面對(duì)這24小時(shí)陰魂不散地霧霾,到底是該開(kāi)窗通風(fēng)還是緊閉門(mén)窗呢?討論結(jié)果:如若非要開(kāi)窗通風(fēng),萬(wàn)不可選在早晚的時(shí)間,最好是等太陽(yáng)出來(lái)后再開(kāi)窗。話說(shuō),我們辦公室門(mén)窗緊閉,就算路上有人戴著幾克拉大鉆石戒指,想要在22樓被閃到也是癡人說(shuō)夢(mèng)吧,何況是一枚鉆石耳釘。
外出戴口罩
外出戴口罩可以有效地防止粉塵顆粒進(jìn)入體內(nèi)。有人建議買(mǎi)勤于更換地一次性口罩,有人則建議買(mǎi)質(zhì)量好些可以清洗的棉質(zhì)口罩。這個(gè)因人而異。
飲食清淡多喝水
霧霾天氣里,連出去吃午餐都是需要勇氣的,于是大家一致同意叫外賣(mài)。外賣(mài)吃點(diǎn)啥呢?霧天的飲食應(yīng)以清淡為主,多吃富含維生素的食物,多飲水,多吃水果和蔬菜。
討論接近尾聲,又有一二貨同事發(fā)問(wèn):如果現(xiàn)在擺在你面前一枚巨大的彩色鉆石,只要你愿意到云霧里深呼吸一小時(shí),它就屬于你,哪位仁兄愿意去?一群二貨齊刷刷舉手“選我選我選我!”——果然,金錢(qián)是萬(wàn)能的!
第五篇:霧霾成因與防治論文
霧霾的成因與防治
專(zhuān)業(yè)班級(jí) 市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)專(zhuān)業(yè)1201 學(xué) 號(hào) 12085119 姓 名 張杰
霧霾的成因與防治
摘要:
歷史數(shù)據(jù)表明,近50年來(lái)中國(guó)霧霾天氣總體呈增加趨勢(shì),且持續(xù)性霾過(guò)程增加顯著。從空間分布看,霾日數(shù)呈現(xiàn)東部增加西部減少趨勢(shì)。其中,珠三角地區(qū)和長(zhǎng)三角地區(qū)增加最快。2013年我國(guó)中東部地區(qū)先后遭遇多次大范圍持續(xù)霧霾天氣,給人們生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。隨著時(shí)間的推移,輕霧、霧和霾的范圍逐漸加大、程度逐漸加劇;特別是北京天津等地霧霾連續(xù)數(shù)日,嚴(yán)重的影響了市民的生活質(zhì)量。對(duì)此,我決定以2013年霧霾天氣為對(duì)象,對(duì)其成因和其成分分析及防治問(wèn)題進(jìn)行研究,從而建立解決此類(lèi)問(wèn)題的模型。
關(guān)鍵詞:
霧霾 成因 PM 2.5 靜穩(wěn)天氣 大氣氣溶膠
引言:
霧霾是秋冬季常見(jiàn)的天氣現(xiàn)象。霧和霾雖同為視程障礙物,但二者之間卻有很大差別。霧是空氣中的水汽凝結(jié)現(xiàn)象,是自然的天氣現(xiàn)象,和人為污染沒(méi)有必然聯(lián)系;霾是排放
到空氣中的塵粒、煙?;螓}粒等氣溶膠的集合體,是大氣污染所導(dǎo)致。兩者可從空氣濕度上作出大致判斷,通常在相對(duì)濕度大于90%時(shí)稱之為霧,小于80%時(shí)稱之為霾,80%~90%之間則為霧霾混合物。霧和霾在一天之中可以變換角色,也可能在同一區(qū)域內(nèi)有些地方是霾有些地方為霧。當(dāng)霧和霾同時(shí)存在,且區(qū)域性能見(jiàn)度低于10公里的空氣普遍渾濁現(xiàn)象被稱為“霧霾”天氣。由于能見(jiàn)度的降低不僅有“積極”參與的云霧滴的作用,還有氣溶膠粒子的貢獻(xiàn),且其中的細(xì)粒子排放主要來(lái)自人類(lèi)活動(dòng),因此霧霾不是純粹的自然現(xiàn)象,霧霾天氣的出現(xiàn)是氣象問(wèn)題,更是環(huán)境問(wèn)題。
2013年1-10月,我國(guó)中東部地區(qū)先后遭遇多次大范圍持續(xù)霧霾天氣,其影響范圍、持續(xù)時(shí)間、霧霾強(qiáng)度歷史少見(jiàn)。霧霾天氣導(dǎo)致空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度下降,造成呼吸系統(tǒng)和過(guò)敏等疾病的發(fā)病率增加,高速公路封閉,航班延誤或取消,給人民群眾的身體健康和生活造成嚴(yán)重影響。本文就2013年霧霾天氣的特點(diǎn)、出現(xiàn)原因、目前對(duì)大氣污染已經(jīng)采取的措施,以及未來(lái)如何應(yīng)對(duì)等問(wèn)題進(jìn)行了探討。
正文: 歷史數(shù)據(jù)表明,近50年來(lái)中國(guó)霧霾天氣總體呈增加趨勢(shì),且持續(xù)性霾過(guò)程增加顯著。從空間分布看,霾日數(shù)呈現(xiàn)東部增加西部減少趨勢(shì)。其中,珠三角地區(qū)和長(zhǎng)三角地區(qū)增加最快。隨著時(shí)間的推移,輕霧、霧和霾的范圍逐漸加大、程度逐漸加深。霾的組成成分非常復(fù)雜,包括數(shù)百種大氣化學(xué)顆粒物質(zhì)。如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氣溶膠粒子、燃料和汽車(chē)尾氣等,對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境都有很?chē)?yán)重的影響。那么,霧霾的成因是什么?對(duì)環(huán)境和人體有何影響?對(duì)于我們居民來(lái)說(shuō),應(yīng)如何防治?政府及相關(guān)環(huán)保部門(mén)應(yīng)如何應(yīng)對(duì)?我們對(duì)化石燃料燃燒而產(chǎn)生的二氧化氮.一氧化氮等氮氧化物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響的防治有什么深刻的認(rèn)識(shí)?
一.霧霾天氣的成因
2013年我國(guó)出現(xiàn)多次大范圍的霧霾天氣過(guò)程,是有利于霧霾產(chǎn)生的氣象條件和由于人類(lèi)活動(dòng)造成的不斷增加的污染物排放共同作用的結(jié)果。
1.大氣環(huán)流異常導(dǎo)致靜穩(wěn)天氣多,有利于形成霧霾
靜穩(wěn)天氣是指當(dāng)大范圍近地面大氣層持續(xù)或超過(guò)24小時(shí)出現(xiàn)氣壓場(chǎng)較均勻、靜風(fēng)或風(fēng)速較小的天氣。在靜穩(wěn)天氣條件下,湍流受到抑制,特別是當(dāng)逆溫層出現(xiàn)時(shí),低空中的水汽和顆粒物不易擴(kuò)散,極易形成霧霾天氣。
靜穩(wěn)天氣在秋冬季更易出現(xiàn)。2013年1月大氣環(huán)流異常而導(dǎo)致靜穩(wěn)天氣偏多,為大范圍持續(xù)霧霾天氣的出現(xiàn)提供了有利條件。1月份,西北利亞地區(qū)冷高壓異常偏弱,北半球西風(fēng)指數(shù)較常年明顯偏大,表明高空西風(fēng)分量較強(qiáng),環(huán)流比較平直,緯向型環(huán)流較弱,不利于引導(dǎo)極地冷空氣進(jìn)入我國(guó);中東部大部地區(qū)的海平面氣壓值較常年偏小1~5hpa(百帕),處于弱氣壓梯度區(qū),地面風(fēng)速不大,垂直和水平方向擾動(dòng)小,靜風(fēng)和小風(fēng)天氣多,形成持續(xù)靜穩(wěn)天氣。氣象資料分析表明,2013年1月我國(guó)中東部大部地區(qū)穩(wěn)定類(lèi)天氣出現(xiàn)的頻率較常年明顯偏多,其中華東地區(qū)為56.5%、華南57.3%、西南63.7%,而華北地區(qū)高達(dá)64.5%,與2006年并列為近10年最高。加之南方暖濕氣流相對(duì)較強(qiáng),上述地區(qū)近地面空氣濕度大,因此出現(xiàn)大范圍持續(xù)霧霾天氣。
2.我國(guó)大氣氣溶膠濃度高有利于形成霧霾
我國(guó)大氣氣溶膠濃度在世界范圍來(lái)說(shuō)處于較高水平,有利于催生霧霾天氣的形成。大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中的固態(tài)和液態(tài)顆粒物的總稱,主要包括沙塵、碳(有機(jī)碳和黑碳)、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和海鹽等六大類(lèi)。我國(guó)各地大氣氣溶膠有不同的時(shí)空分布特點(diǎn)。冬季北方地區(qū)燃煤采暖、春秋季農(nóng)村地區(qū)秸稈焚燒都會(huì)造成碳?xì)馊苣z的濃度明顯增加;春季,西部地區(qū)受沙塵天氣影響,以沙塵氣溶膠為主。我國(guó)華北地區(qū)工業(yè)相對(duì)比較發(fā)達(dá),排放的二氧化硫較多,由于氣溫高可加速二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,所以夏季華北地區(qū)硫酸鹽氣溶膠濃度較其他季節(jié)和地區(qū)都高。因城市汽車(chē)使用量大大高于農(nóng)村,所以城市中硝酸鹽和硫酸鹽氣溶膠濃度大大高于農(nóng)村。氣溶膠中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑在10微米以下的顆粒物稱為PM10,2.5微米以下的稱為PM2.5.Aaron利用Terra衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演得到全球PM2.5濃度分布,結(jié)果表明全球大部分地區(qū)年均PM2.5濃度 <10微克/立方米,而在我國(guó)中東部地區(qū)則達(dá)到60-90微克/立方米,部分地區(qū)甚至 >100微克/立方米,明顯處于較高水平;我國(guó)PM10的濃度也遠(yuǎn)高于歐美地區(qū)。近年來(lái),由于煤炭消耗量和機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量增長(zhǎng)等因素,我國(guó)氣溶膠濃度不斷上升,1995年到2012年,二氧化硫排放總量已由1.89×107t(噸)增加到2.12×107t。
大量研究表明,氣溶膠中PM10和PM2.5的濃度與能見(jiàn)度密切相關(guān)。有研究證明,濟(jì)南能見(jiàn)度與PM10、PM2.5 濃度的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到-0.622、-0.694,當(dāng)PM10、PM2.5濃度上升時(shí),能見(jiàn)度將明顯下降。能見(jiàn)度降低的主要原因是顆粒物對(duì)光的散射和吸收效應(yīng),并由于散射作用減小了目標(biāo)物與天空背景之間的對(duì)比度而造成。大氣氣溶膠中,起散射作用的主要是粒徑為0.1-1微米的細(xì)粒子,對(duì)光的吸收效應(yīng)幾乎全部是由黑碳和含有黑碳的顆粒所引起。由此可見(jiàn),氣溶膠濃度對(duì)能見(jiàn)度的影響非常大,我國(guó)氣溶膠濃度高是霧霾天氣多發(fā)的主要原因,而冬季北方地區(qū)采暖燃煤釋放的大量黑碳則加劇了霧霾的形成。
3.霧霾天氣使近地層大氣更加穩(wěn)定,加劇霧霾發(fā)展
大氣中污染物和霧霾相互影響和作用,其主要媒介是氣溶膠[9]。霧霾中污染物的加入顯著改變了氣溶膠濃度,可促進(jìn)水汽凝結(jié),形成更多的云霧滴,水汽凝結(jié)時(shí)釋放的潛熱又有利于霧區(qū)的抬升和擴(kuò)展;另一方面,云霧滴和氣溶膠的增加將更多的太陽(yáng)輻射反射、散射回大氣中,使到達(dá)地面的輻射減少,地面氣溫下降,大氣層結(jié)穩(wěn)定度增加,造成每日正常排放和轉(zhuǎn)化的氣溶膠粒子更易在近地層大氣中集聚,能見(jiàn)度進(jìn)一步降低。由此可見(jiàn),氣溶膠的增多通過(guò)影響近地面層動(dòng)力和熱力場(chǎng),對(duì)霧霾的發(fā)展起正反饋?zhàn)饔谩?/p>
4.氣溶膠二次反應(yīng)導(dǎo)致污染物濃度增高
氣溶膠按照形成過(guò)程可分為一次氣溶膠和二次氣溶膠。人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的污染源排入大氣中,其中二氧化硫、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物等一次氣溶膠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和氣粒轉(zhuǎn)化過(guò)程,形成硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等新的比較穩(wěn)定的顆粒,即二次氣溶膠。大量觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,大氣中二次氣溶膠對(duì)PM2.5濃度的貢獻(xiàn)很大,大氣污染物中有近5成的顆粒物來(lái)自于二次反應(yīng)。二次氣溶膠參與形成更多的云(霧)滴,使本已嚴(yán)重的大氣污染狀況變得更為復(fù)雜,霧霾天氣更嚴(yán)重。
5.空氣中懸浮顆粒物的增加。
隨著城市人口的增長(zhǎng)、機(jī)動(dòng)車(chē)輛猛增,污染物排放和懸浮物大量增加,直接導(dǎo)致了能見(jiàn)度降低。實(shí)際上,家庭裝修中也會(huì)產(chǎn)生粉塵“霧霾”,室內(nèi)粉塵彌漫,不僅有害于工人與用戶健康,增添清潔負(fù)擔(dān),粉塵嚴(yán)重時(shí),還給裝修工程帶來(lái)諸多隱患。除了氣象條件,工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、冬季取暖燒煤等導(dǎo)致的大氣中顆粒物(包括粗顆粒物PM10和細(xì)顆粒物PM2.5)濃度增加,是霧霾產(chǎn)生的重要因素。如今很多城市的污染物排放水平已處于臨界點(diǎn),對(duì)氣象條件非常敏感,空氣質(zhì)量在擴(kuò)散條件較好時(shí)能達(dá)標(biāo),一旦遭遇不利天氣條件,空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度就會(huì)迅速下滑。
二.霧霾的影響
霧霾對(duì)公路、鐵路、航空、航運(yùn)、供電系統(tǒng)、農(nóng)作物生長(zhǎng)等均產(chǎn)生重要不良影響。霧、霾會(huì)造成空氣質(zhì)量下降,影響生態(tài)環(huán)境,其中直接有害人體健康的主要是PM2.5,PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。被吸入人體后會(huì)直接進(jìn)入支氣管,干擾肺部的氣體交換,引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。而在霧霾天氣時(shí),城市中空氣污染物不易擴(kuò)散,空氣中往往會(huì)帶有細(xì)菌和病毒,極易導(dǎo)致傳染病擴(kuò)散和多種疾病發(fā)生。霧中水分的作用加重了二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等物質(zhì)的毒性,危害人體健康。尤其冬季遇霧、霾天氣時(shí),若空氣污染嚴(yán)重可能形成煙塵或黑色煙霧等毒霧,嚴(yán)重威脅人的生命和健康。
三.霧霾的防治
霧霾的治理,是一項(xiàng)綜合性、系統(tǒng)性的工程。
1.PM2、5等微粒,是污染大氣的主要‘物質(zhì),也是很好的凝結(jié)核。而大氣中的水分,具有吸收、粘結(jié)、固定‘微粒’的功能。因此,人工向空中輸送“水分”,改善區(qū)域小氣候,是凈化大氣、影響成云致雨的天氣形勢(shì),是治理區(qū)域大氣污染的有效方法。
人工主動(dòng)干預(yù)生態(tài)天氣系統(tǒng),以大氣運(yùn)動(dòng)為條件,水分為因子,從水循環(huán)的‘水分’開(kāi)始調(diào)控;降落地表的宏觀水分,增加地表面的濕度,固定粉塵;水汽蒸發(fā)的微觀‘水分’,增加大氣的密度,改變空中大氣的物理狀態(tài);地理空間的宏觀、微觀‘水分’,加大天地之間的‘物理量’,形成天地之間降水的‘同位素’條件交互耦合反饋成云致雨的天氣系統(tǒng)。人工水汽,隨著氣流上升運(yùn)動(dòng),紊亂擴(kuò)散混合,增加空間大氣的密度,水分發(fā)生隨機(jī)性的自組織的混沌的內(nèi)外潛熱的交換,復(fù)雜多變的溫度、氣壓的變化,連續(xù)的物質(zhì)、能量的轉(zhuǎn)化,混亂的熱力結(jié)構(gòu)、動(dòng)力結(jié)構(gòu)和勢(shì)能、動(dòng)能的改變,通過(guò)漲落,空氣中水分在“露點(diǎn)”飽和、凝結(jié)、相變,沾附在凝結(jié)核上,產(chǎn)生云滴或冰晶,涌現(xiàn)出新的“信息”物質(zhì)的云層結(jié)構(gòu),水分子從無(wú)形體的微觀氣態(tài)水混亂運(yùn)行的形態(tài),到宏觀實(shí)體物質(zhì)降水粒子的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。
以人工主動(dòng)干預(yù)的科學(xué)技術(shù)手段,空中水分降塵,成云致雨、降水凈化大氣的機(jī)制??梢栽诤艽蟪潭壬辖档涂諝庵锌倯腋☆w粒數(shù),改善霧霾天氣,達(dá)到治理的目的。
2.對(duì)政府而言,加強(qiáng)環(huán)保立法,完善法律制度才是解決包括霧霾在內(nèi)的大氣污染的根本途徑??梢孕薷摹董h(huán)境保護(hù)法》及《大氣污染防治法》等相關(guān)環(huán)保法律。改善落后的生產(chǎn)生活方式。大力推廣新型能源,提高環(huán)保意識(shí)從源頭上減少污染物的排放。
3.從能源消耗產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系考察,2013年我國(guó)能源消耗總量為34.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中70%是工業(yè)部門(mén)消耗的,24.3億噸,排放的二氧化碳總量為61.9億噸。其中,冶金、建材、火力發(fā)電、石油煉化、化工、重型裝備制造等六大行業(yè)消耗的能源又占工業(yè)總能耗的79%。所以工業(yè)廢氣排放是形成霧霾的主要源頭。為此,國(guó)家一定要加大對(duì)工業(yè)部門(mén)的監(jiān)管力度,在保證經(jīng)濟(jì)高效快速發(fā)展不受影響的前提下,盡量減少對(duì)化石燃料的使用,或加大對(duì)燃料燃燒廢氣的加工和處理,降低化石燃料占一次能源的比重,增加清潔能源占一次能源的比重。
4.從工業(yè)布局考察,我國(guó)的重化工業(yè)主要集中在華北、東北和西北地區(qū)。華北地區(qū)高耗能的鋼鐵工業(yè)的比重過(guò)高,僅河北省的粗鋼生產(chǎn)能力約占全國(guó)的六分之一,而且中小鋼鐵企業(yè)數(shù)量多,能耗高。所以,必須優(yōu)化鋼鐵工業(yè)布局,減少華北地區(qū)的鋼鐵產(chǎn)能,逐步關(guān)停那些能效低,污染大的中小型鋼鐵企業(yè)。提高燃料使用效益,從而降低化石燃料的燃燒和廢氣排放。減少空氣中氮氧化物的含量,以減輕霧霾對(duì)城市和人體的影響。
5.另外對(duì)于汽車(chē)廢氣這一污染的主要原因,強(qiáng)制安裝尾氣凈化裝置可以明顯改善尾氣排放對(duì)大氣造成的的污染。其中三效催化劑(TWC)法是凈化汽車(chē)尾氣的有效手段。貴金屬(Pt、Pd、Rh)搭載在Al2O3或蜂窩陶瓷上,添加適當(dāng)?shù)闹鷦?,如La、Ce、Ba等能夠同時(shí)除去機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的HC、CO和NO三種污染物的催化劑稱為三效催化劑。其中Pt、Pd對(duì)CO、HC的氧化脫除具有高活性,而Rh具有對(duì)NO優(yōu)良的催化還原作用,它能選擇地將N0還原為N2而抑制NH3的生成。目前有91%的Rh用于三效催化劑的制備,Rh資源相當(dāng)匱乏,所以無(wú)Rh催化劑是現(xiàn)今研究的一個(gè)主要目標(biāo)口引。要使三效催化劑同時(shí)有效地脫除HC、CO和NO,必須把空燃比A/F控制在氧化還原計(jì)量比14.6附近,此時(shí)三種污染物的脫除率可達(dá)9O%以上。當(dāng)空燃比較低時(shí),CO、HC凈化不完全,空燃比較高,導(dǎo)致NOX的轉(zhuǎn)化率下降。尾氣的處理同樣治標(biāo)不治本,盡量使用公共交通出行,使用清潔能源汽車(chē)才能從源頭上減少汽車(chē)尾氣的排放。
四.霧霾天氣頻發(fā)對(duì)我們的啟示
全國(guó)性的環(huán)境問(wèn)題,不斷地健康警示,無(wú)一不是大自然母親在向我們發(fā)出警告。我們?nèi)粝胍】档纳睿捅仨毶拼h(huán)境,我們想要和諧社會(huì),就必須要有一個(gè)和諧的自然,環(huán)境問(wèn)題說(shuō)到底都是人的問(wèn)題,人的問(wèn)題最后總要?dú)w結(jié)于教育和法制,環(huán)境保護(hù)需要全民重視,需要全民參與
參考文獻(xiàn):
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