雾霾对人体真的有害吗?看完这篇文章就知道了
由于近期中国出现了大范围严重雾霾,“雾霾真能危害健康吗”又引起了争论。那么,雾霾是什么?雾霾是怎么形成的?雾霾中的污染物来自何方?雾霾对人的健康有何影响?本文结合世界能源署和世界卫生组织的权威报告,帮助读者解开这些谜团。
1雾霾源自能源开采和使用
雾霾是严重的空气污染,而空气污染指空气中聚积对环境和人类有害的固体、液体和气体物质。
火山、森林大火等自然因素可造成空气污染,但这类污染是不可控制的,况且对空气污染的影响很小,一般在研究时不作考虑。所以,说起空气污染,一般是指人类活动带来的空气污染。
严格地说,人类的任何生产活动和任何生活活动都会向大气中排放污染物,但是,很多活动排放的污染物微乎其微,不会对空气质量带来可以观测的改变。现在人们说的空气污染,主要是来自能源。2016年6月国际能源署发布的《能源与空气污染》报告所指出,人类对能源
的开采与使用是造成空气污染的“唯一重要原因”,空气中85%的颗粒物和几乎所有的硫的氧化物及氮的氧化物来自能源。
按照国际能源署的解释,雾霾的主要成分就是颗粒物、二氧化硫和二氧化氮。空气中的颗粒物分两种,一种是粒径小于或等于10微米的颗粒物(PM10),另一种是粒径小于或等于2.5微米的颗粒物(PM2.5),当然,PM10包含了PM2.5。
空气污染的危害国际能源署的报告显示,2015年,世界人类活动共向大气中排放了8000万吨二氧化硫;排放了3200万吨PM2.5;排放了1.07亿吨二氧化氮,排放的二氧化氮中,交通运输工具排放占50%,工业排放占26%,发电排放占14%。
不少读者知道各种燃料在燃烧时会排放污染物,其实,由于化石能源的开采要破坏地表植被,导致水土流失,扬尘增加,空气中的颗粒物很大一部分来自化石能源的开采。例如,煤炭的开采、清洗、运输,除了释放大量颗粒物外,还伴随着二氧化硫、甲烷等污染物质的释放。石油精炼时排放的污染物更严重,石油和精炼后燃油的存放也会向大气中挥发有机污染物。燃油大部分被交通工具消耗,要排出大量污染物,而每天不计其数的汽车要加油,加油过程也同样会排放不少污染物。
2 把工厂迁出城区并不能根治雾霾
不要以为把工厂迁出城区就能根治雾霾,因为把工厂迁出城区只是地理位置改变了,并没有减少排放量,工厂在郊区仍在排放,排放到大气中的污染物会飘移到城区。
对现代城市而言,交通工具排放是城市内部雾霾形成的主因,这是因为,交通工具排放的污染物质贴近地面,很难快速扩散,聚积起来浓度大,很容易形成雾霾。而城外的工厂,由于排放的污染物通过烟囱进入高空大气层,更容易扩散,形成雾霾的机会就小些。
我们不要忘记,大气是流动的,一地的空气会流动到另一地,而且流动范围很广,几十公里,几百公里,甚至是全球性的。某一地区排放的空气污染物质,由于它们在空气中悬浮的时间较长,有时达数年之久,随着大气的流动,这些污染物就会污染到其他地区甚至其他国家。例如,巴黎的空气污染,在多数情况下来自巴黎之外的欧洲其他地区。
目前,世界上54%的人口生活在城市,这些人口从事的经济活动占世界经济总量的80%。城市人口密度、交通流量、交通拥堵程度、建筑密集度、建筑物的高度,都会对城市空气污染带来影响。以城市建筑来说,建筑越密集,建筑物越高越不利于大气对流,不利于空气中污染物质的扩散,更容易形成雾霾。
3化石能源扮演着雾霾形成的重要角
二氧化硫主要来自煤炭,而二氧化氮主要来自石油。虽然所谓的新能源已倡导多年,但目前世界上仍以化石能源为主。1989年,煤炭、石油、天然气占世界能源消耗总量的81%;到2014年,上述三种化石燃料的消耗仍占能源消耗总量的81%。这期间,石油的份额由37%降到31%,但煤炭的份额却由25%升到28%,天然气的份额由19%升到21%。
由于各国能源利用效率和洁净能源技术标准不同,各种能源燃烧时排放的污染物质差别很大。以煤炭为例,燃煤发电排放的二氧化硫为每百万石油当量排放1000吨至30000吨。汽油小轿车排放的二氧化氮为每百万吨石油当量排放1400吨,柴油卡车排放的二氧化氮为每百万吨油当量排放5万吨。
百万吨油当量就是一种燃料燃烧发出的热量相当于100万吨原油燃烧所产生的热量所需要的量。1吨石油当量为41.868吉焦(1吉焦等于10亿焦耳)。
天然气化石能源是污染最轻的,因为出于安全和减少对输气管道的腐蚀考虑,天然气开采出来立即被脱硫。
由于燃料的品质差别很大,再加上燃烧技术的不同,排放差异很大。同样的汽车,加注不同品质的汽油排放的污染物就不同;同样品质的汽油加注到不同发动机技术的汽车里,排放的污染物照样不同。所以,对空气中污染物的来源分析必须考虑到本国的燃料品质和各种燃烧技术水平,不可直接套用别国数据。
煤炭虽然比石油污染大,但煤炭大多是大批量使用,95%的煤炭被用作工业生产和发电。而石油主要用于交通工具,大多是分散使用,55%的石油用于交通工具,10%用于农业和居民生活,35%用于发电和工业生产。每次加注一辆汽车也就几十升油,在一次次的机动车燃油加注过程中也带来跑冒滴漏污染。所以,同一种燃料大批量使用比零星使用排放的污染要小得多,虽然使用石油要比使用煤炭排放少,但由于石油主要分散使用,其排放总量仍是巨大的。
必须清楚,空气污染的直接原因虽然是排放,但与气象条件密不可分,如果风速大、气象条件好,即使排放量大也不至于形成雾霾。气象因素是不可控的,刮风下雨、温度变化是老天爷的事,人所能控制的就是减少排放。所以,消除雾霾别无他法,就是减少排放。
4各领域对雾霾的贡献
发电是全球大气中二氧化硫的主要来源,2015年全球向大气排放二氧化硫总量为2700万吨,其中发电排放的二氧化硫占三分之一。煤炭发电排放的各类空气污染物占发电各类空气污染物排放总量的比例是:二氧化硫占75%,氮的氧化物(主要是二氧化氮)占70%,PM2.5占90%。从2005年至2015年的10年间,煤炭发电总装机容量增长了34%,但由于清洁能源技术的应用,发电领域的二氧化硫、氮的氧化物和P2.5的排放量分别下降了55%、34%和32%。这说明,治理空气污染并非遥不可及,经济发展与控制污染并不矛盾。欧盟、美国和日本从20世纪70年代起就出台了煤炭发电排放标准,对发电煤炭的品质和排放的污染物浓度都有严格的标准,重罚不达标发电企业。