浅谈雾霾成因及其治理

          浅谈雾霾成因及其治理
摘要：华东地区近年来随着工业化和城市化的迅速发展，雾及雾、霾结合物已经成为影响区域经济发展和城市环境的重要因素。本文是在阅读和了解雾霾、大气污染相关论文和研究的基础上，简要阐述了雾霾的概念、当下雾霾产生的原因和可能会给生产生活带来的影响，以及雾霾的治理措施。
关键词：雾霾  原因    影响  治理
2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，中央气象台将大雾蓝预警升级至黄预警，13日10时北京甚至发布了北京气象史上首个霾橙预警。从东北到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染。雾霾已经成为影响区域经济发展和城市环境的重要因素。
一、雾霾的概念
随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。近期我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。 现在人们通常所说的“雾霾”，顾名思义是雾和霾。但雾和霾在本质上有很大的区别。
雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。霾也称灰霾（烟霞） 空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文台称烟霞(Haze)。
气象学认为，雾是一种天气现象，是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，多出现于秋冬季节，是近地面层空气中水气凝结（或凝华）的产物。雾的本质主要是水分，雾会使空气透明度降低，使大气能见度恶化。当悬浮在近地面空气中的水气凝结（或凝华）物使目标物的水平能见度降低到1000米以内时，这种天气现象成为雾（fog）。而当目标物的水平能见度在1000~10000米时，这种天气现象称为轻雾或霭（mist）。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白或青白。雾天时，如大气没有污染存在，一般不会对人体健康造成直接危害。
霾也是一种天气现象，是由空气中的灰尘、多种微小颗粒物以及硫酸、硝酸、碳氢化合物等化学物质组成的气溶胶系统。当大气严重污染时，一年四季都可能出现霾。当水平能见度小于10000米时，将这种非水成雾组成的气溶胶雄造成的能见度障碍成为霾（haze）或灰霾（dust-haze）。霾的厚度可达1~3千米左右，霾颗粒的分布比较均匀，而且霾颗粒的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1~2微米左右。由于灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的霾，其散射波长较长的广比较多，因而霾看起来常呈现出令人厌恶的黄或橙灰。由于霾中含有很多对人体有害的化学物质和微小颗粒，所以霾天气对人体健康会造成直接危害。
二、雾霾的成因
研究认为，严重的雾霾污染是人为空气污染物排放、异常气象因素和地形等共同作用的结果，空气污染物的产生主要来源于汽车尾气的排放、煤炭燃料的燃烧、工业企业的排放以及沙尘叠加等多种因素。与大气有密切关系的气象条件主要有风、逆温、气压、气温等，这些气象因素都影响和制约着大气污染物浓度极其时空分布情况。
（一）空气污染物排放（源排放）
  城市雾霾天气的主要成分是如今家喻户晓的PM2.5（细颗粒物）。PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称细颗粒物，是由直接排入空气中的微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒共同组成的。直接排入空气中的微粒由尘土性微粒、植物和矿物燃料燃烧产生的碳黑粒子组成。二次微粒主要由硫酸铵和硝酸铵组成，这两种微粒是由大气中的SO2和NOx转化生成的。
1.机动车尾气的排放。行驶在全国大小道路上的汽车已经成为国内气溶胶污染物的主要来源。据相关研究显示，目前中国已经超过法国，在美国、日本、德国之后成为世界第四大汽车生产国。与汽车市场蓬勃发展相比，尾气污染已经变成令人触目惊心的现实，汽车尾气排放分担了大气颗粒物浓度的70％~80％。
2.煤炭燃料的燃烧。燃料是人们在生产和生活活动中必不可少的能源。就世界整体而言，燃料燃烧给我们提供85％的能量。煤炭燃烧时产生的污染物的种类和数量除了与燃料中所含的杂质种类和含量有关外，还受燃料燃烧状态的影响。当燃料完全燃烧时的主要污染物是元素碳颗粒物、CO2、SO2、NO2、水气和灰分。燃烧不完全时，则会产生有机碳颗粒物、CO、NOx、SOx、多环芳径等，这些都是PM2.5的主要成分之一。当空气中的煤烟型空气
污染物达到一定的浓度时，在特定气象条件的作用下，污染物得不到充分的扩散，就会爆发严重的煤烟型污染事件，例如伦敦烟雾事件。
3.工业企业废气污染。随着现代化的发展，工业企业如雨后春笋般冒出，排放污染物的工业企业主要有发电厂、冶炼厂、化工厂、机械加工厂、硫酸厂、建材厂等。
（二）气象条件
与大气污染有密切关系的气象条件主要有风、逆温、气压、气湿等，这些气象因素都影响和制约着大气污染物浓度极其时空分布情况。
    1.风。刮风的时候，污染物排放时的下风向地区比其他方向受影响程度要大，风速决定了大气污染物稀释的程度和扩散范围。在其他条件不变的情况下，污染物浓度与风速成反比，风速越高，污染物浓度越低；反之，风速越低，污染物浓度越高。近年来随着城市建设的迅速发展，大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风增多，不利于大气污染物的扩散稀释，却容易在城区内和近郊区周边积累。
    2.逆温。对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，在自然的大气条件下，大气温
度随着高度增加而下降。空气对流良好则有利于污染物的扩散和稀释。然而，近地面的大气实际情况非常复杂，在一定条件下，会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学家们称为“逆温”。
    3.气压。气压的高低与海拔高度、地理纬度和空气湿度等相关。世界上三大著名的煤烟型烟雾事件、多诺拉事件及马斯河事件，其发生的气象条件正是由于逆温造成地面受高气压控制，导致低气层低温、无风，空气污染物不能及时扩散和稀释，酿成重大的烟雾事件。
2012年11月下旬以来，影响我国的冷空气活动频繁，全国平均气温为近28年同期最低，呈现出平均气温明显偏低。由于低温导致燃煤采暖排放量相应增加，加重了大气污染。冷空气过后气温上升，易形成逆温现象，使大气层低空的空气垂直运动受到限制，导致污染物难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。而2013年1月，冷空气影响偏弱、风速小，造成污染物在近地面层集聚，这就是到2013年以来雾霾频频出现的原因。
三、雾霾的影响
如何治理空气污染（一）对人体健康的影响
由于雾霾中的颗粒物成分复杂，携带的真菌等，其中危害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，它能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌。除了癌症，雾霾天还是心脏杀手。有研究表明，空气中污染物加重时，心血管病人的死亡率会增高。阴霾天中的颗粒污染物不仅会引发心肌梗死，还会造成心肌缺血或损伤。