马可安博客
马可安在全球首先提出中国华北严重雾霾的核雾染成因理论，成为唯一被当局组织全面讨伐围剿的雾霾成因理论，我利用本博客进行进一步的学术探讨。
从原子弹黑雨到华北的核雾染
作者:马可安
前言
中国华北最近十几年发生了异常严重的雾霾天气,其严重程度在十多年内明显迅速恶化,究其原因,环境气象学家们众说纷纭1,莫衷一是2,至今仍拿不出令人信服的合理解释,而中央政府政府最近几年把治霾列为头等大事,控制空气污染物的排放,从各项二氧化硫和氮氧化物等排放测量数据来看,应该是有进步的,可是雾霾没有减轻,反而迅速恶化。蔓延面积从华北局部,变成蔓延长江以北半个中国。发生频次从一年发生几次特别严重的雾霾,演变成 2015 年冬天期间北京无风即霾。从过去北京市民咀咒风沙之害,到了今天渴望刮风天气。为什么会这样?为什么有关方面对中国雾霾束手无策?
注意到中国北方近年迅速严重起来的雾霾问题以及环境专家们无法做出正确解释的事实,我于2013年底到2014年初提出了中国北方雾霾的真正原因是因为产自内蒙的高铀煤的无序开采和大量使用,在城市和乡村造成广泛分布的放射性铀污染而导致的,称为核雾染。文章发表以后,因为其中大量数据事实的支持和强有力的物理论证,在网上被广泛传播,有关方面坐不住了,让许多中科院院士专家上中央电视台讨伐我的学术观点,并把核雾染列为2014年十大科技谣言的第二号,进而对作者进行禁言,封号,剥夺作者在中国网络正常发表学术观点,进行正常科学探讨和交流的权利。核雾染成禁词。作者深表遗憾。
正常的学术探讨,观点交流无法进行,真正的谣言和谬论于是便大行于市,包括什么农民烧稻草是雾霾元凶,什么城市小贩烧烤羊肉串造成北京雾霾,甚至连吸烟也会造成雾霾。与此同时,雾霾在两年时间里更加变本加厉,从华北局部蔓延到长江以北的大部分区域,北京在 2015 年 12 月连续两次发布雾霾红色警告,工厂停工,学校停课,飞机停飞。
提起核辐射,就想起投在日本广岛长崎的原子弹。一个鲜为人知的事实是,美军选择晴朗无云的天气投弹3,以便于找准目标,精确投弹,可是在原子弹爆炸以后半小时后,竟然会黑雨如注4,下了整整一天,广岛长崎皆如此。一颗原子弹仅含两公斤铀,气化到大气层以后,居然让无云的天空水汽凝结成暴雨,下了整整一天。这个物理效应是怎样其作用的,至今并没有人深入研究过。但这是构成核雾染理论的物理基础和强有力支持。有关方面和专家们应该严肃正确对待核雾染理论了。这是一个具有强有力的事实和理论根据的科学假说,是对是错应该拿出数据来说话。封号禁言,搞大批判,于事无补。
值得注意的是,关于华北雾霾成因的各种猜测,众说纷纭,可以说百花齐放,百家争鸣。所有其他的猜测,不管如何荒谬,比如燃烧稻草说,烤羊肉串说,飞机尾气说,都可以在中国网络通行无阻,不受阻碍。唯有核雾染说,被彻底封堵,凡是正面提到核雾染的文章和网帖,见到必杀。作为唯一被彻底封杀的雾霾成因说,核雾染理论是否也是唯一正确的雾霾成因说呢?作者把关于核雾染的前因后果,科学论证,事实论据,和具体的实验验证方式,详述成文,让历史证明一切,让公众自行根据合理的常识和逻辑思维进行判断。
华北雾霾日趋严重,对人民生命健康构成严重危害。雾霾问题必须解决,要解决问题,就必须找到原因。没有蓝天白云的日子是过不下去的。不解决,确实会有亡国灭族的危险。
核雾染假说的形成
最初我注意到华北突发雾霾和内蒙高铀煤的联系,源于英文网 OilPrice.com 上 John Daly 在 2012 年 11 月 25 日的英文报道5,提到南华早报发表2012年11月18日的一篇文章67,文章里面说,因为煤炭工业和核工业的利益纷争,许多内蒙铀矿资源还未经开采就已经被无序的煤炭开采摧毁,核燃料最终浪费在火电厂的燃烧炉里,还带来环境放射性污染。
文章说:中国核工业集团公司821厂的前负责人表示,内蒙的煤矿正在侵蚀铀矿贮藏地。“这些盆地内储藏有石油、天然气、煤和铀”,他写道,“由于大规模和高速度的建设热 潮,煤矿开采将很快对铀矿资源造成巨大破坏。还将令环境遭受到放射性污染的侵害。”
文章提到,加拿大一家公司(Sparton)到云南小龙潭火电站设厂从粉煤灰里面提炼铀。8
文章提到,中国原子能科学研究院教授、核工业集团公司高级顾问顾忠茂表示,平衡这两个不同能源部门之间的利益是令中央政府感到头疼的事。由放射性灰烬带来的环境危险还处于不宣状态。华北电力大学的尹连庆教授说,他进行了些实验以监测热电厂附近放射水平,结果令人震惊,“我们发现了一些高污染案例,比核发电厂附近还高出好几百倍。”
文章提到,正是因为热电厂周边辐射测量引起注意,从而发现内蒙煤炭中超高的铀含量。最终导致内蒙巨大铀矿资源的发现。在 2003 年,中国国家科技部发起了一个由陕西西安西北大学的刘池阳(笔名刘池洋)牵头的科研项目,以揭开这个谜团,该研究涉及中国的核武工业和国家安全,至关重要,事涉保密,因此当事人包括刘池阳教授均拒绝被采访。
文章提到,根据一份 2006 年发表在中国大陆学术刊物《石油和天然气地质》里的论文,刘池阳的团队证实了中国北方几乎所有的煤矿资源都与铀伴生,并在同一地质时期生成。研究者们提出几个不同理论来解释这种有趣的煤铀伴生的地质现象。
作者于是在网上广泛搜索,得到大量信息,证实内蒙煤矿普遍存在煤铀伴生的现象,并且被学者广泛接受,提出了煤铀兼探的地质勘探策略,在近年发现了一大批铀矿资源,最终发现了一个号称世界级的超大型铀矿,内蒙大营铀矿。事涉国防机密,该矿的储藏量, 铀的丰度,在煤炭中的含铀量,都秘而不宣,无从知道具体精确的数据。我们只是从公开报道知道这是一个超巨型的世界级铀矿。我们也知道前苏联从外蒙古大规模开发铀矿资源,并且知道,外蒙古的煤炭,确实是高铀煤。有国外英文研究论文探讨从外蒙煤炭粉煤灰提取铀的可能性9,其中提到含铀量百万分之五十三的数据。
高铀煤不仅仅存在于内蒙。作者找到黄文辉,唐修义的一篇经典论文,《中国煤田地质》 2002 年7月第14 卷增刊:《中国煤中的铀、钍和放射性核素》10。文章中提到新疆,云南的煤炭也都是高铀煤。江浙安徽的石煤也是高铀煤。而在某几个地方煤样竟然分别检测到每公斤 16250 毫克和 25660 毫克的铀,也就是高达 1.6%和 2.566%的铀含量。论文中同时给出中国煤炭本底平均含铀量百万分之三的数据,也就是每公斤 3 毫克。这是一个重要的数据,对百万分之三的本底平均煤炭含铀量,反驳核雾染的专家们都不持异议,可以认为这个数据没有争议,是否显著高于百万分之三,可以作为煤炭是否高铀煤的一个判据。
作者指出,按照中国每年消耗四十亿吨煤炭的消耗量,即使按照百万分之三的本底含铀量进行保守计算,每年因燃煤向环境散发的放射性铀,也高达一万二千吨,已经非常惊人。积累起来对环境的破坏,对人体健康的危害已经不得了。
内蒙煤炭爆炸性增长和北京雾霾爆发的时间相关
凭着作者丰富的知识,马上注意到内蒙古煤炭开发爆炸性的增长,与华北雾霾在近十年内迅速恶化,有时间上的关联性。内蒙在 2011 年产量比 2000 年增长十倍11,从 2000 年至2011 年,内蒙古煤炭外运量从不足 2000 万吨猛增至 6 亿吨以上。在 2009 年,内蒙煤炭产量为 6.37 亿吨12,首次超过山西,到 2010 年又迅速达到 7.3 亿吨。现在已达十亿吨。因此,以 2005 作为一个分水线,那之前内蒙煤炭无足轻重,之后是华北主要燃煤来源。这个时期,也正好是北京雾霾从不为人知,到迅速严重化,人人谈霾色变的变化过程。
内蒙古的煤炭,属埋藏浅的褐煤,因为埋藏浅,含硫量很低,被认为是污染少的优质煤。因此鄂尔多斯煤炭资源被发现后,北京如获至宝,高硫山西煤不烧了,全部改烧内蒙煤。内蒙人曾经自豪地声称,北京每十盏灯,就有八九盏点的是烧内蒙煤炭发的电。
高铀煤大量燃烧的地区也是雾霾严重地区
如果燃烧内蒙高铀煤和华北严重雾霾相关,那么其他燃烧高铀煤的地方,应该也有同样的相关的严重雾霾。果然,网络搜索完全证实了我的猜测。
内蒙外蒙本是同一个蒙古,内蒙煤铀伴生,是高铀煤,那么外蒙应该也是。果然,蒙古的首都乌兰巴托,是世界上空气污染第二严重的城市13,远远超过北京。乌兰巴托人口仅一百多万,是北京的四十分之一,没有什么汽车,没有什么工业,经济落后,并没有什么重工业污染源,可是雾霾严重程度是世界第二名!这应该是燃烧高铀煤14的结果。
新疆也是高铀煤。新疆地处内陆,降雨稀少,空气干燥。也没有很多人口和重工业,照常理不应该有什么雾霾。可是上网一查,乌鲁木齐雾霾比北京严重得多,看来也是和高铀煤有关。再一查,新疆的库尔勒,著名的瓜果之城,也是一个严重雾霾之城。空气污染指数的实时数据地图,可在 AQICN 网页看到15。下面是 2015 年 3 月 31 日空气污染指数图:
注意上面的空气污染指数图。注意新疆人口不密集的地方有两处 PM2.5 达到353和999。 注意内蒙和甘肃连成片的严重污染区域。再注意到四川,云南的指数都比周边高出许多。
核雾染理论的提出
大量的数据和事实显示,华北雾霾的迅速恶化,是和燃烧内蒙高铀煤相关的。许多地区也燃烧高铀煤,也观察到严重雾霾,即使那些地区人口不多,经济落后,没有工业污染源。
雾霾和燃煤引起的放射性铀污染,必然有某种物理联系。凭着我的物理功底,我毫不费力地找到了这种联系。由燃煤带来的放射性铀环境污染,是面的污染,会逐年积累而增加。这可以解释为什么雾霾一年比一年严重。
空气中有大量水汽,雾霾的形成,和云的形成,都是由于细微的凝结核,比如从海里散发,漂浮在高空的盐分,也就是单独的钠离子和氯离子,它带有电荷,吸收水分子凝聚成小液滴,又称气溶胶,当气溶胶大小超过可见光波长,数量又足够多的时候,可以遮住和散射相当部分的光线,大大降低能见度,而散射光也形成了雾蒙蒙的效果。因此任何雾霾的形成,都无非有大量气溶胶形成并膨大到足够的遮光程度,而形成足够大的气溶胶,就必须有带电荷的凝结核,并且通常还需要有足够的湿度,通常要接近100%相对湿度。
在物理上,这个结论是毫无疑问的,空气中任何颗粒或分子的吸引,全都无非是电荷力。我们说分子键,氢键,其实都是正负电荷互相吸引。为什么钠金属离子成为凝结核,因为它带正电荷,同样氯离子带负电也形成了凝结核。
在高能粒子物理领域,苏格兰物理学家威尔逊(Wilson)发明了威尔逊云雾室16,让高能带电粒子穿过一个含有饱和水汽的舱室,大量空气分子便被电离,成为凝结核,因此一串细微的小雾珠就产生了,显示出高能粒子的运动轨迹,可以拍照下来。这是个非常灵敏的探测仪器。单个的高能粒子就可以这样探测到。
放射性的铀及其放射性蜕变子体氡等等,也可以产生这样的带电凝结核作用。其原理是放射性核素自身蜕变,放出带电粒子,可以大量电离周围的空气分子,让邻近的气溶胶颗粒带电,还有另外一个效应,铀是重元素,可以高效吸收环境高频电磁辐射,比如 X 光或者伽马射线,这样它本身的电子获得极高的能量发射出去,一路把周围大量的空气分子电离。这样的二次电子激发一次,就可以电离几百万个周围的空气分子,这样的过程可以反复地进行,反复吸收高能光子,放出高能电子,大量电离空气分子。而一两个静电荷就足以让一颗气溶胶大大增强吸收水分子能力,吸水膨大,达到遮光效果,造成雾霾。因此,事实上只需要很微量的铀存在,就可以让很严重的雾霾发生,即使环境的湿度并不高。
这个物理解释,也就是核雾染理论的基础。作者关于核雾染的第一篇博文,大约在2013年11 月22日第一次在微博券圈发表。随后被迅速转播阅读。该文传播的最初两个月时间里,并不曾受任何限制,也没有得到官方的任何回应,官方死寂一般的沉默显得很异常。直到2014 年一月底,官方媒体才开始组织大批专家上电视台试图否认核雾染的合理科学解释。然而专家们使用的措辞非常可笑,包括铀比金贵,谁会拿去烧,铀很重不会氧化，等等。
核雾染理论的基本观点
核雾染理论认为,人类对煤炭等矿物资源的开采利用,导致大量的放射性铀及其蜕变子体特别是氡大量播散到人群集中的城乡区域,造成严重环境污染和健康危害,放射性重元素因自身的放射性以及外界高能辐射的激发,将产生高能电子,大量电离周围的空气分子,吸引水分子,因而大大促进雾霾的生成,在适当条件下,即使是低湿度也会产生雾霾,这就是华北雾霾能够数日经久不散的原因。看不见的危害,是导致人群白血病,肺癌高发。
核雾染最大的一个根源是来自内蒙古的高铀煤,其矿藏是煤铀共生,勘探开采的时候采用煤铀兼探的策略。这些是学术界和工业界没有争议的事实。在网上搜索“煤铀共生”和“煤铀兼探”,可以找到大量的文献资料。大量数据表明,中国各地煤炭均含有铀,平均含量为百万分之三,但是云南新疆的煤炭含铀量特别的高,高到什么程度,加拿大一家小公司叫做 Sparton,跑到云南小龙潭火电站旁边设立了一个试验工厂,从堆成山的粉煤灰里面提炼铀赚钱,其中铀含量高达百万分之二百三十。内蒙古的煤炭,含铀多少?有关的部门至今不肯公布一个具体数字,为什么？但是我知道外蒙古的煤炭,据国外研究资料, 含有百万分之五十的铀。外蒙古的首都乌兰巴托,一个工业落后,人口不多的内陆城市, 铀污染相当严重,其空气污染雾霾相当严重,是全球空气污染排第二的城市,超过北京。
内蒙古煤炭开采,在 2000 年前仅每年一千多万吨,在 2000 年后爆炸性增长,近年达到每年十亿吨。内蒙煤炭爆炸性的无序增长,以及导致地下煤火肆虐的严重后果,与中国北方近年雾霾突然严重起来,有时间上的紧密相关性。几次大规模雾霾过程的发生,在时间上也与太阳磁暴引起的外太空辐射增强,有时间上的关联性。同时,中国的白血病和肺癌的发病率,在这十几年也有爆炸性增长。肺癌从第五大癌成为第一大癌,儿童白血病从极为罕见,到今天成为儿童的第一大杀手。白血病和肺癌等癌症直接和环境放射性污染相关。
核雾染理论把人类矿物开采活动造成广泛的环境放射性污染的因,和中国北方严重雾霾及人口中白血病肺癌等恶性肿瘤爆炸性的增长的果,用严谨的科学理论联系起来了。这里的因和果,都是明明白白存在的事实,无可驳斥,因果之间的联系,有大量科学研究支持。我的核雾染理论仅仅是把这些已有的科学结论,整合起来,成一个完整的理论体系而已。
就核雾染理论,作者从以下几个方面展开讨论,不回避任何问题:
1.放射性污染是怎样来到我们的环境里的?
2.放射性环境污染是怎样导致严重雾霾的?
3.放射性环境污染是怎样危害我们健康的?
4. 专家们对核雾染质疑,回避,造假,以及作者的回应。
5. 为什么常规理论无法解释华北的严重雾霾
6. 对核雾染理论证实或者证伪的实验方法探讨
我对这几个问题分别展开论述。限于篇幅,只能大概论述,无法列举所有的数据证据。
1. 放射性元素污染怎样来到我们的环境里的?
地球的地壳里存在天然放射性元素17如铀,钍等。正常情况下这些放射性锁在地层岩石里,其放射性子体如氡等也锁在地下,很难有机会到地面,因此对人类危害不大,危害不大并不是说没有危害,比如,土壤里的氡可以透过地板进入我们居住的房间,可以导致肺癌。
可是人类的矿产开采活动,会把地下的放射性核素带到接近人类生活环境的地方,使这些有害元素如虎添翼,严重危害人类健康。这个放射性污染来源主要有四个大的因素,煤炭开采,地下煤火,矿物化肥,建筑材料。
煤炭开采:中国每年消耗四十亿吨煤炭,超过全球一半,而中国的国土面积仅有全球陆地面积的 6%,煤炭资源也只有全球的 6%,这样的资源消耗速度,无法持续。中国煤矿的平均深度深达六百米,每年继续往下加深三十米,离耗光资源,实不远了。中国耗光煤炭后怎么办,是每个人知道都必须面临的问题,但是没有人愿意提出并且思考这个问题。因为答案太可怕了。没有煤炭,就无法发电,就无法生产水泥,钢铁和化肥。没有了电,现代社会无法运行。没有水泥和钢铁,就没有房子住,没有汽车开。没有了化肥,就没有粮食可吃,华北广大的农田必须荒废,因为没有电把地下水从几百米深抽上来灌溉农作物。十四亿人,如果没有了煤炭资源,就无法生存。
内蒙鄂尔多斯等地煤炭资源被发现后,被疯狂无序地开采,十几年间,内蒙古的煤炭产量从年产一千万吨爆炸性增长到每年十亿吨。这是多么疯狂的增长!这带来两个严重后果,高铀煤和地下煤火。内蒙的煤为什么是高铀煤呢?因为其煤炭资源和铀矿资源在远古时代一起生成,地质学家认为内蒙一带远古是海洋,海水里的铀离子有更容易溶解于水的六价铀和难以溶于水的四价铀。碰到生成煤的腐化植物的有机物,六价的铀被还原成四价铀,因此沉积出来,粘附在煤和矿砂上。参阅《中国在自然界首次发现金属铀》。
内蒙煤矿的成矿机理决定了内蒙煤炭是高铀煤,外蒙古的煤已经被鉴定为高铀煤,内蒙古的煤炭含铀量是多少?专家不肯测量,不肯公布数字,没有数字就不含铀了吗?新疆和云南的高铀煤都有具体数字可以查到。内蒙古煤炭含铀量不肯公布,是不是因为高得吓人不敢公布?不管是内蒙煤铀含铀量多少,全国煤炭平均含铀量百万分之三是确凿的数据。每年四十亿吨煤的百万分三,就是每年产生一万二千吨铀的环境污染,年年累积。若内蒙古煤炭含铀达到百万分之五十,一年十亿吨内蒙煤就是每年五万吨铀的污染。不管是每年通过煤炭燃烧带来一万吨还是五万吨铀的污染,这都是相当惊人的数字,其后果相当严重。
地下煤火:内蒙古煤炭是褐煤,埋藏浅,易开采,在地下暴露接触到空气后,很易自燃,无法控制。在无序的煤炭开采中,大量的小煤窑被抛弃,任由地层煤炭接触空气,就开始自燃。地下煤火极易蔓延,极难破灭。几年之前就有报道,中国地下煤火是全球五大生态灾难之首。内蒙古地下煤火肆虐之地,地面寸草不生。地下的野火把地下有害气体包括大量放射性氡烤到地面,形成大片看不见的死亡之云,飘到北方各大城市,导致肺癌高发,雾霾频发。这是有根据的。研究地下煤火的专家,就是通过地面氡的异常增加,确定地下火场方位。近一两年关于内蒙地下煤火报道几乎是真空,是不是地下火自己熄灭了?我想正确的答案是地下火蔓延到无法收拾的地步,因此只能假装它不存在了。不解决内蒙地下野火的问题,不光地下资源烧尽,不光内蒙寸草不生,大量放射性核素蒸出来散播到华北广大的土地上,几十年后这里或许将变成一片无人区!这不是危言耸听,谁愿意居住在一个动不动就会得白血病或肺癌的地方居住呢?上至国家领导人下至平民百姓都不愿。地下煤火的规模有多大?有资料显示,地下煤火烧掉的煤,可以达地上开采煤炭的六倍,地面每年开采出十亿吨煤,地下就烧掉几十亿吨。更严重的是,地下几百米土层里面的氡都给地下的火烤出来跑到地面来,危害人类健康。煤城鄂尔多斯人口不多,肿瘤医院倒是开了许多家,专门治疗肿瘤的医院,开了必定赚钱,大家要好好想想为什么原因是这样。
磷矿化肥:化肥里的磷肥都来自天然磷矿开采。在天然环境里,磷与铀半生,含有大量的铀,磷矿一般含铀量在万分之一到五之间,也就是高达百万分之五百。中国磷肥产量每年达两千万吨,占世界 40%,中国以世界 7%的耕地,承载了全球 35%的磷肥施用量,而中国磷肥的绝大部分又施用在华北的农田里。这是华北核雾染远远超过华南的又一原因。
磷矿的无序开采和滥施滥用,造成严重环境污染,农田毁坏。参读《与危险为“磷”》18,这是一篇世界绿色和平组织探访四川磷矿工业造成触目惊心的环境污染的调查报告。有关数字显示,中国磷矿开采,已经产生超过三亿吨所谓的磷石膏的废渣堆积,怎样安全处理这些废渣成为当地政府和磷矿产业界非常头痛的棘手问题。磷石膏堆放之处的周围环境,满目仓夷,寸草不生。但是没有人想想为什么污染这么严重。磷矿石并不是人工制造的化学毒物,它是天然矿石,在自然界本来就有的。可是天然矿石是整块的石头,放射性铀锁在里面危害不大,为了提取磷制造磷肥,矿石磨成了粉末,里面的铀就都可以跑出来了。所以磷石膏为什么可以导致寸草不生,堆放多年经过风雨洗涤,易溶于水的化学成分都流走,其危害性丝毫不减,因为铀还在磷石膏里洗不掉,继续产生放射性氡毒害生灵。
含有铀的磷肥被施放到农田里,被作物吸收,我们吃吸收了铀的农产品,铀就进入体内。滥施的磷肥因水土流失,进入河流湖泊,被养殖的水产品吸收,我们再把水产吃进肚子。污染我们环境的放射性元素有各种方式可以进入我们体内,危害我们的健康。
但是,所有的这些加起来,都还比不上最直接危害我们健康的放射性污染源,建筑材料。
建筑材料:我小时候见过砖和瓦是怎么制造出来的,把河床沉淀的胶泥和黄土捞上来,适当搭配,做成胚,放进窑里,然后烧稻草烧窑,高温下若干天后,砖瓦就烧制好了。
可是随着中国经济水平提高,房地产建筑行业的飞速发展,及环境恶化,许多河流枯干。从河床捞胶泥烧砖显然无法满足建材需求。因为在中国造房子仍然承继砖瓦结构的传统。此外造房子还需要大量水泥,中国成为世界头号水泥生产大国,中国每三年生产和使用的水泥,超过美国过去一百年的全部产量加起来。那么这些砖,瓦,水泥,和其他建材,是怎样生产出来的呢?肯定不是用稻草烧出来了。中国农民烧的稻草也许足够造成核雾染,但是绝对不足以生产那么多砖瓦水泥。这些建材是烧煤造出来的,原材料参杂了粉煤灰,矿渣,磷石膏。这在中国被大大鼓励,认为是废物利用,绿色环保,既处理了堆积如山的粉煤灰,磷石膏等废料,又节约了资源和能源,是很好的创举。同样,中国也没有那么多山峰岩石,可以共开采大量的大理石,花岗岩。许多建材市场的大理石花岗岩,并非天然材料,而是人工合成烧制出来的。不是说天然石材没有问题,天然石材含有放射性物质。可是人工合成的石材,可能含有的放射性核更多得多,危害更严重。
大量的放射性污染物,就这样随着新型建材的普及,进入城市和农村,进入人群聚集居住的地方,直接和人体近距离接触。富裕起来的人们,高高兴兴搬进新房子,没几年便相继患上恶性肿瘤癌症,包括白血病和肺癌。有些家庭甚至相继一起得病。莫名其妙。放射性是看不见,摸不着,悄无声息的健康杀手。建材放射性的危害并不是没有专家知道。也有专家大声的疾呼,可是都埋没在论文堆里,淹没在民众的懵懂无知里面。中国许多的风景旅游地,竟然还有拿氡温泉做广告的,说泡一泡含有氡的温泉,吸收一点身体需要的微量放射性氡,对健康很有益处。科盲和愚昧太可怕了。中国确实有限制建材里面放射性核素的法规,但是问题是标准制定得太宽松了,并且所有的人对此茫然无知,法规形同虚设。
2.放射性环境污染是怎样导致严重雾霾的?
放射性环境污染,是看不见,摸不着,不用专业仪器很难探测到的。因此大家天天生活在危险中都不担心。可是严重雾霾是大家都看得到,大家都吸进鼻子里,因此看到就知道其危险性,知道有什么不对头,得解决问题。可是专家们始终找不到严重雾霾的根本原因,因为按照常规空气污染的解释都解释不通。严重雾霾的真正原因是核雾染,是放射性重元素的污染,大大促进雾霾的生成,导致在适当条件下,即使在低湿度情况下也会形成严重的雾霾,持续经久不散。那么有什么根据证明严重雾霾和铀及氡的污染有关呢?
专家们对雾霾和氡的联系,并非完全茫然无知。郭秋菊带领的一个研究组,就曾经注意到雾霾天气下,空气中氡的放射性测定有异常偏高的情况。可惜她用一个不合理的理由把它打发掉,放过了做出一个足以获得诺贝尔奖的重大科学发现的机会。郭秋菊认为氡的增加是因为氡被雾霾颗粒吸收浓集的结果。这个理由是不正确的,氡大多数以正离子形式漂浮于空气中，的确会因电荷吸引作用被雾霾气溶胶颗粒吸附，并且对气溶胶的形成起决定性的作用。可是氡的放射性是內秉特性,被雾霾吸收还是不吸收,每立方米空气里面的氡放射性是一样的,不应该因为吸附而有变化。在郭秋菊观察到的相关性里面,氡的增加是因,雾霾的发生才是果,不能把因果关系倒错了。
雾霾的形成,虽然具体的过程还不清楚,但是基本的物理原理早已搞清。它是液态或气态污染物颗粒,也就是气溶胶 Aerosol 吸收水分后体积膨大,超过可见光波长,对可见光造成阻碍,因此造成灰蒙蒙的效果。污染物颗粒和水分子怎么吸附到一起?吸附一定要有一个力存在,才能把两样东西拉到一起。自然界只有四种力,万有引力,电磁力,强相互作用力和弱相互作用力。后两种只在原子核里面起作用,而万有引力太弱。因此任何的化学反应,分子间吸附,都是电荷力相互作用的结果。水分子是极性分子,一头略带正电,一头略负,总的的正负相抵,中性,可是如果靠的比较近,会正负相吸而靠近。常见的空气污染物如二氧化硫,也是极性分子,极性比水分子略强,它会稍微增加一点水的吸附力。但是仅靠极性分子吸引而吸附水分,终究比较弱,因此必须湿度接近 100%,才可能吸收水分子,形成雾霾的液滴。可是一旦有带电荷的空气分子或者灰尘颗粒存在,情况就完全不同了。电荷会远远就把水分子极化,吸引过来,在湿度非常低的情况下照样形成雾滴。
这个电荷吸引形成雾滴的现象,我们其实每日都可以看到。大气层上空经常受外太空辐射而带电,这些电荷促进空气中稀薄的水分凝成雾滴,这就是我们地面上看到的云。经常坐飞机的人都知道,机舱空气非常干燥,必须大量喝水,不然容易流鼻血,机舱里空气来自舱外,尽管已经进行加湿处理,还是干燥。那么外面湿度远远低于 100%的干燥空气,怎么会形成云的雾滴的呢?是外太空辐射电离空气分子,形成带电的凝结核才造成的。这个物理原理,早已搞得清清楚楚,明明白白,无可争辩了。因此,如果在地面看到低湿度下的雾霾,不要奇怪,肯定有一种辐射机制,持续地产生带电空气分子,形成凝结核。这个也就是核雾染,辐射的来源是飘荡在空中的重放射性原子,主要是氡或铀原子。其辐射主要还不是自身的放射性,而是受高频电磁辐射,比如 X 光和伽马射线,激发二次电子。
为什么常规的空气污染物比如二氧化硫或者氮化物无法解释华北的严重雾霾呢?这些气体污染物是酸性的,在大气中容易造成酸雨。可是华北近年并没有什么酸雨问题,土地反而是偏碱性的,如果有酸雨,可能华南还多一些。华北缺乏酸雨,说明酸性气体污染并没有到非常严重的程度,不足以解释为什么这几年雾霾突然变得非常严重起来。
其次,发电厂尾气或者工厂排烟含有硫化物或者硝化物的污染问题其实很好解决。用水淋一淋,过滤一下,这些污染物和颗粒污染物就基本截留在水里了,排到空气的极少。环保部门在这方面做了大量工作,卓有成效。发电厂,工厂,都有除硫除硝除尘设备。监测的数据也表明这些常规污染物的排放在逐年下降,情况大有改善。最近网上风传有一篇关于雾霾成因的文章,《一个环保工程师眼里的雾霾真相》,里面提到硫化物和氮化物的排放确实在大幅度降低,情况变好,这是可以接受的事实。但是环保工程师认为雾霾的成因是把环保设备最后一级的加温除湿关闭,节省电力而导致。这是完全谬误的。因为排出尾气的温度湿度如何,完全无关紧要。排出尾气量小,环境空气量大得多,与周围空气混合以后,最终温度和湿度完全取决于环境,和排出气体有没有加温,湿还是干,已完全无关。我建议所有环保设备应该关闭最后一道加温环节,这是毫无必要,毫无效果的浪费能源。
如果工厂排放的二氧化硫和硝化物事雾霾主要原因,那么在厂房周围浓度最高,我们应该终日看到这些厂房被浓雾笼罩,不见庐山真面目的景观。事实不是这样,烟囱排出白烟,很快消失在大气中。整个城市雾霾时候,他们也雾霾,变晴的时候他们也晴,没有不同。
第三,硫化物氮化物气体分子很轻,易在空气中扩散漂移。二氧化硫分子量为 64,可以轻易飘到四五公里的高空,随高空大气环流漂洋过海,并没有在一个地方停留的道理。中国排出的二氧化硫可以飘到美国或者其他地方。这和有没有风无关,没有风,气体一样能扩散。房间一头有人放个屁,马上另外一头就闻到了,尽管没有空气对流。因为空气流动的缘故,常规空气污染物业不会积累,去年排出的二氧化硫,不会屯到今年。
可是为什么世界其他地方没有这样严重的雾霾,独独中国华北雾霾特别严重。何故？造成雾霾的因素,可见第一它有逐年的积累,第二它不易移动,即使到了空气中也不易移动。经常坐飞机的人都知道,飞机一离地,离开地面五六百公尺一公里不到,就看到上面蔚蓝的天空,而雾霾紧紧锁在地面不到五六百米的空间,往下望灰蒙蒙一片,何故呢?
根据热力学,气体分子在大气垂直高度的浓度分布,随指数减弱,分子越重,减弱越快。空气的平均分子量为 29,大约每上升五千米密度减少一半。氡原子的原子量为 222,是空气的将近八倍,因此高度每上升 655 米,氡的浓度就减弱一倍。因此地面的氡气,在稳定无风情况下,基本集中在不超过地面六百米的空间内。这就很好解释为什么雾霾集中在地面不超过五六百米的高度之内。不断放出放射性氡的,是地面堆积如山的粉煤灰,农田里撒的磷肥,内蒙古地下野火烘烤出来的氡,还有用高含放射性核素材料制成的建筑群。这些东西都不会移动。在无风情况下便在地面浓集,造成严重雾霾,特别是在外太空因为太阳磁暴而辐射强烈时,雾霾也就特别强烈。氡的放射性蜕变半衰期只有三天多一点,如果随风吹散,一个是浓度迅速稀释降低,第二个不久就蜕变减弱掉,这就是为什么雾霾无法漂洋过海的原因,虽然中国的氮化物硫化物等空气污染可以飘到美国洛杉矶。
3.放射性环境污染是怎样危害我们健康的?
长期以来,科学界误导公众,淡化放射性核素铀等重金属对人体健康的危害。他们用辐射能量被人体组织吸收的能量来计算辐射剂量。这样计算,遭受外辐射,也就是辐射源在体外,和遭受内辐射,也就是辐射源已经被吸收到人体,从人体内部发出的辐射,他们认为伤害程度是一样的。进而,因为微量铀元素广泛存在自然界,而各种低剂量的高能辐射,比如X光和伽马射线,又天然存在,他们得出结论, 铀的放射性太弱,没有什么危害。
这是完全错误的。各种强有力的事实证据证明,吸入体内的放射性核素,伤害程度比体外照射要严重至少几千倍19。居里夫人就因长期接触天然矿物中提炼的微量放射性钋和镭而患上白血病,这位两次获得诺贝尔奖的杰出科学家就英年早逝了。铀矿工人中高发的癌症也是明证。日本原子弹爆炸废墟周围的人群,白血病发病率比正常高几十倍。那原子弹也就两公斤铀。伊拉克战场使用贫铀武器,那是铀 238,放射性比天然的铀还弱,可是那么一点几乎探测不出来的铀粉尘,造成许多伊拉克儿童出生缺陷,白血病高发,高几十倍。这是原来的辐射医学理论无法解释的。旧有的教条必须被推翻,新学说必须解释为什么。
科学家们现在倾向于接受,吸入人体的微量放射性核素,其危害远远大于接受体外辐射。其中放射性氡强烈致肺癌,已是普遍接受的事实。氡是铀蜕变系列形成的子体元素之一。放射性的单位是贝克勒尔 Becquerel,每秒发生一个原子核的蜕变是一贝克勒尔,简称是一贝 Bq。通常接受的氡放射性安全标准是每立方米空气中不超过 4 毫微居里,也就是不超过 148Bq。可是这个标准还是太宽松。人体吸收每立方米148Bq的氡辐照的空气,每年有十万分之七十的几率得肺癌,按照这个几率,活到七十二岁有5%的可能死于肺癌。产生148 Bq 的氡,只需要十二毫克的铀。覆盖中国 960 万平方公里国土,每平方米 12 毫克的铀,总共只需要十二万吨的铀。而通过燃烧内蒙高铀煤,一年就扩散了五万吨的铀。这个数字,比起伊拉克战场的那点贫铀装甲武器,不知道高几个数量级!
吸入人体的放射性核素的伤害机理是怎样的呢?有两个因素大大增强其伤害性,第一是铀的化学特性特别接近钙和磷。前面说到磷矿,磷酸钙,含铀特别高,就是因为化学特性很接近钙和磷。因此铀跑到身体里,会被误认为是钙和磷,把它往造血和造骨的组织里送,进入到骨髓里面去,骨髓一癌变就是白血病。这还不够,癌变是基因 DNA 染色体的分子排列变异的结果。基因分子的构成含有磷,铀最容易被当成磷,结合到基因里面去。如果不信,查一查染色体这个名词时怎样来的,再查一查醋酸铀是怎么回事。醋酸铀是常用生化试剂,专门给染色体染色,铀结合到 DNA 里面,颜色就染上了,在放大镜下就看得清楚了。因此铀的这个特性早就被生物学家发现,但这意味着什么伤害,最近才慢慢清楚。
因此微量的铀吸收到身体里,首先往骨髓里跑,首先和 DNA 结合,如果它蜕变时候,放出高能电子,稀里哗啦把周围的 DNA 原子排列炸得一塌糊涂,也就非常容易癌变了。
但是它的危害远远不仅于此。一百一十年前,爱因斯坦发现光电效应,而获得诺贝尔奖。高频电磁波也就是光子打在原子上,有可能把电子打出来。光电效应研究得很透彻了。人们发现,光电效应光子被吸收的截面,反比与光子能量的三次方,但是又正比于原子序数的五次方。象 X 光能量就很高,三次方以后基本不被吸收,所以 X 光透过我们的肌肉组织完全没有留下阴影。可是吸收系数正比于原子序数的五次方就很厉害,象钙原子序数是20，20乘以20,五个 20 相乘,是一号氢元素的三百二十万倍,因此在 X 光下含钙的骨头的吸收特别强烈,留下黑黑的阴影。那么铀是自然界最重的元素,是 92 号,92 的五次方是多少?是六十六亿倍,不得了的吸收效率。本来穿过身体毫无察觉的 X 光和伽马射线,全部被铀吸收了。吸收以后就放出高能电子,把周围的 DNA 原子稀里哗啦打乱。所以,体内有铀的朋友注意了,人家照一次 X 光,照着钙,问题不大,你照一次照在铀原子上面,也许这一次 X 光就让你得上癌症了!
铀原子对高能光子的吸收截面,可以通过美国国家标准和技术局 NIST 网页查到20。
导致人体患癌的体内铀受高能辐射激发二次电子的过程,在空气中,照样可以发生,激发大量二次电子,电离空气分子,大大促进雾霾的形成。这就是华北严重雾霾的根本原因。稍有不同的是,或许并不是铀原子直接跑到空气里,而是铀蜕变产生的氡原子跑到空气里了,但是作用机理是一样的,氡是 86 号元素,86 的五次方是四十七亿,吸收率非常高。
氡危害已经被一些中国科学家认识,读《我国氡污染防治技术的研究和应用和现状》21。文中数字让人心惊肉跳。文中特别提到云南环境中氡超标,云南在上世纪七十八十年代进行过四次恶性肿瘤普查,肺癌发病率平均达每年每十万人有 217 人发病,远高于全国平均水平。昆明室内氡达到每立方米 33 到 645Bq。文章中没有提到,但是我必须提的事是,云南宣威县有个世界有名的虎头村,是著名的肺癌村。每年每七个人中就有一个得肺癌,这是世界癌症本底患病率的两千倍!!!村子新坟累累,许多专家研究百思不得其解。但是可以肯定的是,在七十年代之前,一切都很正常,并不是癌症村。七十年代后情况就变了。什么变化了?修了个宣威国电火电发电厂,烧云南的煤,而落灰的下风口正好就在虎头村一带。加拿大的 Spartan 跑到云南小龙潭火电厂从粉煤灰里提炼铀。虎头存的村民们在建起宣威国电后纷纷患肺癌倒下。这些血淋林的事实,应该让人们警醒了。如果说云南太远,那么北京早已经习以为常的经常严重雾霾,朋友间经常传说的谁谁得肺癌,谁谁的孩子得白血病的消息,还不足以让人们震醒吗?我们能继续忽略肆虐的内蒙地下野火吗?
4. 专家们对核雾染质疑,回避,造假,以及作者的回应
我在2013年11月22日发表第一篇关于核雾染理论的博文之后,在网上得到广泛传播，有整整两个月时间,官方的回应是死寂般的沉默,我的博文也继续传抄无碍。最后,他们终于对我封号刹贴,并且组织科学院众多院士专家轮番上电视台围剿核雾染理论。然而,堂堂中科院院士的诡辩逻辑,简直像三岁小孩一样可笑。
例证一,新华社网评,莫让核雾染遮望眼22。
专家:放射性并非公众主要健康危害因素。作者:错了。中国肺癌发病率三十年猛增近十倍,吸烟人口却在下降。本来极罕见的儿童白血病爆炸性增长,已经成为儿童第一杀手,各国医学界都认为,极微量的放射性氡即可强烈致肺癌。国外有许多的研究证实白血病和多种癌症和放射性的污染直接相关。伊拉克战场贫铀武器健康危害的研究显示,环境中极微量的铀被人体吸入,即引起非常严重的健康伤害,包括出生缺陷,白血病和其他癌症。
专家：铀天然存在,没有科学证据证明它对健康有害。环境测量值很正常。作者:专家说天然铀无害只是显示他自己无知而已。中国最初参加开发铀矿的那批工人,纷纷生癌症和肿瘤,各种怪病,那也是天然矿物质,被人体吸收极微量,可是危害就是那么大。而至于测量的数据,怎样算正常,怎样算高,即使正常,是否对健康已有很大危害,不要乱说。
专家:铀很重,通常是颗粒物,进入空气不容易。作者:这是很无知的说法。铀原子重量是空气分子的八倍重。但是比空气重几万倍,含有成千上万个原子的固态灰尘颗粒,一样可以在空气中飘荡。煤炭中的铀不是以金属态存在,而是以氧化物分子存在,彼此并不凝聚成团,进入空气也是以单个分子的方式飘荡。各种研究资料表明,留在煤灰中的铀大约有80%,那么还有 20%的铀是跑到空气里的。云南宣威来宾虎头村的村民,因为上风口建起了宣威国电发电厂,下风口落灰在他们村,因此居高的铀粉尘和氡气令村庄的肺癌发病率上升二千倍。这雄辩地证明确实有相当多的铀从烟囱排出到空气中。更重要的是，不管铀飘到空气还是留在粉煤灰里面，同等的污染环境，危害人体健康。甚至粉煤灰里的铀更加危险，因为粉煤灰往往做成建材，造成房子，里面的放射性污染直接近距离危害人们的身体健康。
专家:环境放射性空气吸收剂量处在正常水平,放射性危害微乎其微。作者:专家的知识完全老化了。科学家已经证明,吸入体内的放射性核素,在同等吸收剂量下,其健康危害会增高几千倍。如果环境放射性剂量提高 70%,原来的 100%部分可能锁在岩石火地下,极难被人体吸收,新增加的70%是人为带到环境里来,比较容易被人体吸收的部分,吸收了70%,但是其破坏力增加一千倍,那么就是七百倍的危害。所以不能以为仪器数字 变化不大,就以为健康危害不大。
例证二,陈晓秋:核雾染-雾霾是放射性污染吗?23
陈晓秋的文章引用了许多数字,以证明中国辐射环境变化不大,危害不大。但是他没有指出的一个关键点是,天然辐射环境,就比如山峰地貌一样,应该长期非常稳定,没有明显的变化,如果有明显的变化,那么变化的部分多是因为人为因素带来的,而这部分增多的辐射,往往比天然背景辐射物更加容易被吸入人体,造成几百倍,上千倍的危害。正比如埋在地下的煤,它中间的铀蜕变不会危害到地面的人。可是没挖出来烧成粉煤灰,再做成砖造房子住,人就会吸入放出来的氡气,就会大大增高患肺癌的可能性,而这个变化,是放在野外的测量仪器几乎无法探测到的微小变化。
陈晓秋提供了一个图表,以证明中国辐射环境变化不大。图表见下一页。
图表中较重要的数据是,年平均背景辐射从 2.3mSv 增加到 3.1mSv,增加 35%。这数字看起来不大,但是因为增加的部分是人为因素引起,因此是相当惊人的。这比如一个人正常身高 1.75 米,如果增加 35%,变成 2.36 了,比姚明还高一大头,那就是不得了的变化。
最重要的数字是氡及其子体的辐照,从 960 增加到 1560, 增加 70%。这数字相当可观。需要指出的是,这个图表来自一份叫做《中国辐射水平》的报告24,完成于2000 年。这70%的变化反应的是 1990 到 1999 年的变化,完全不反应大量开采内蒙高铀煤的变化。
前面已经提到,内蒙鄂尔多斯煤炭资源的爆炸性增长,出现在 2005 年之后,华北的严重雾霾也是出现在 2005 年之后,逐年变得严重起来。如果想要研究大量燃烧内蒙高铀煤对环境带来什么样的变化,就应该拿出最新的数据来,为什么陈晓秋拿出 1999 年的数据来忽悠公众,又不说明这数据是 1999 年的,不是最新的?陈晓秋作为中国核辐射环境界的首席研究员,他应该知道什么数据是什么时候的,应该有最新的数据,为什么不拿出来?
即使这份图表不是最新数据,不反应内蒙古鄂尔多斯盆地煤炭含铀量的真实情况,但是它至少清清楚楚显示,中国某些省份的煤炭,含有相当高的铀含量。
煤炭含铀超高的主要是广西,云南以及新疆。特别是新疆煤炭,三种放射性核素铀镭钍都 分别高达每公斤 420Bq,相当于光是含铀就高达百万分之 34 的含铀量。
这就引出另外一个问题,中国专家不老实,不肯对数据说实话,当面一套,背后一套。
例证三,代世峰:雾霾是煤中的铀造成的吗?25
代世峰是谁?他是中国矿业大学教授,长江学者,国际有机岩石学会主席。他是最中国煤炭中含有的各种微量元素最有研究,最有发言权的权威,泰斗式的人物。泰斗给出的数据大家应该可以相信了吧?代世峰的博文,完全否认中国有任何高铀煤,不但没有高铀煤,根本是低铀煤,比平均含铀量还低十倍。
关于内蒙煤炭,代世峰说:内蒙古乌达煤中铀为 0.29μg/g[4]、公乌素煤中铀为 0.50μg / g[5]、胜利煤田煤中铀为 0.31μg/g[6]、黑岱沟煤中铀为 3.93μg/g[7]、哈尔乌素煤中铀 为 3.7μg/g[8]、管板乌素煤中铀为 3.74μg/g[9]、乌兰图嘎煤中铀为 0.36μg/g[10]、大青 山煤田海柳树矿煤中铀为 2.51μg/g[11]、阿刀亥煤中铀为 3.43μg/g[12]、古西大窑煤中铀为 0.22μg/g[4]、大雁煤中铀为 0.43μg/g[4]、霍林河煤中铀为 3.44μg/g[4]、伊敏煤中铀为 0.5μg/g[4]、扎伊诺尔煤中铀为 0.88μg/g[4]、元宝山煤中铀为 0.29μg/g[4]。这些矿区煤中铀的均值为 1.32μg/g,低于煤中铀的背景值。看看,把内蒙高铀煤否认干干净净, 乌达煤,胜利煤只有百万分之 0.3,是全国平均含铀量的十分之一。古西大窑更是仅有百万分之 0.2。代还引经据典,把每个数字出处都标出来。
然而我有心挖出原始文献来看,就发现代在摘数据樱桃,捡好看的拿出来。以文献 5 为例,题目叫“煤中有害元素潜在污染综合指数及洁净等级研究”。原来是拿各个煤矿自己选出来的精煤样品做测量。煤矿要保证自己的精煤能够评上精煤等级,自然挑最干净,仔细洗净的煤样送来测,甚至不排除把别处的好煤滥竽充数拿去测。这个数据不反应实情。
关于新疆高铀煤,代世峰同样否认得干干净净。大家已经看过刚才陈晓秋给的图,新疆的那个含铀值的峰特别高的吓人。代世峰怎么说呢?新疆11个矿区煤中铀的含量均值0.77 μg/g,远低于煤中铀的背景值[4]。在更大范围的伊犁盆地中,煤中的铀的含量为较低,例如,Jiang 等[14]报导了伊犁盆地 10 个煤层中铀的含量均值为 0.314μg/g。
伊犁盆地煤炭含铀均值百万分之 0.314?是全国平均十分之一？代世峰在开玩笑？是的!
可巧,代世峰两个月前刚刚发表了一篇 30 多页的英文论文26。题目是伊犁盆地以煤炭为 载体的铀矿藏云云。摘要提到:The Yili coals are characterized by high concentrations of U (up to 7207 μg/g),就是说伊犁盆地的煤炭特征是含有超高的铀,可高达百万分之7207。
同一位泰斗戴学锋,一篇文章说伊犁煤含铀超低,只有百万分之零点三,另一篇文章说含铀超高,高达百万分之七千二百零七,相差两万倍的两个数字,你相信泰斗的哪个数字?
关于云南宣威来宾虎头镇的肺癌高发,代世峰确实研究过并发表论文27,摘要中代声称,在发电厂燃烧的煤,排出的烟灰中,以及肺癌病人的肺部组织里都发现微小的石英颗粒,直径约20 微米,据此代认为这种石英颗粒是肺癌的致病因。代世峰在这里犯了几个常识性的错误。他在博文里管这个叫纳米颗粒。二十微米是二万纳米,不应该叫纳米颗粒。这么大的颗粒在空气中沉淀很快,基本上在烟囱就沉降下来,不可能飘到十几公里下风处的虎头村,即使在病人肺里发现石英,来源也不一样,并且也没有证据证明石英是致肺癌原因,肺里吸进石英,通常会发尘肺病,和肺癌是两回事。即使石英砂让人致癌,很可能是石英里含有的微量铀作怪。石英是二氧化硅,硅对身体毒害很轻,没听说过致癌,女性的做隆乳手术,通常是塞入一大块硅胶,还从来没有听说因此导致乳腺癌或者肺癌的病症。
种种迹象表明,一位泰斗式的治学严谨,令人尊敬的学者,在某种势力的胁迫下说了谎。大家可以想想为什么。2015 年底到 2016 年初的这又一轮集体围剿核雾染理论,好几个专家不约而同,同时发文章,这看起来是有组织的行动,不是个别人自发的写文章。再联系到所有其他种种关于雾霾的假说猜测,都可以在网上讨论无碍,唯有核雾染,见贴必杀,赶尽杀绝,作者被彻底封号,这其中的原因,只能大家猜测,匪夷所思了。
例证四,自然,仅仅靠上电视台吞口水来围剿核雾染理论,还是不够的,也无法说服人。特别是作者被封号刹贴,无法得到反驳机会。因此,他们还真的去实地测量,看看内蒙的煤炭是不是高铀煤,读:科学测量表面不存在“核雾染”28。报道说,龙岸文携带仪器到内蒙各个煤矿实地测量,但是“测不到铀道峰”。在陕西省神木县的尔仁兔煤矿存煤区测量,辐射探测仪读数空气中的剂量为0.07uSv/h,放在煤矿石上,读数增加到0.09uSv/h。“读数增加表示煤矿中存在少量辐射矿物质,但在正常范围,未测量到铀道峰,表示未发现‘铀’。”龙岸文解释道。
作者表示:事实胜于雄辩,龙岸文测到的数据证明那煤炭确实是高铀煤。无需多辩。
但是有句话叫做听其言,观其行。言论可以撒谎,一个人的行动是不会欺骗他自己的。在内蒙古走了一圈回来以后,你猜龙岸文做什么了?他申请专利了,申请了核雾染测量仪器的专利。专利号为 WO 2015169078 A1,题目是“一种核雾霾测量装置及方法”29。动作还挺快的,在 2014 年五月 9 日递交的申请。如果龙岸文没有测到铀道峰,没有测到铀素。他发明核雾霾测量仪器的专利,有什么用的?事实胜于雄辩,行动比语言更有说服力。
但是作者还是希望搞清楚,仪器靠近煤块时,读数从0.05uSv/h 跳到0.07,代表了什么。有一个网页可以帮助我算30。在 Input 栏输进 0.345mg,再在暴露栏选择 external on soil,最后点击计算键,得到的计算结果如下:
-- External exposure on 10,000+ m2 plane source --
(using FGR 12 dose factors)
Soil contaminated to infinite thickness with:
0.345 mg U of natural uranium (pure U nat) per g soil at continuous occupancy
Delay 1 years: Dose Rate = 20.01 nSv/h (175.4 µSv/a)
这个 20nSv/h 的数字,就是龙岸文测到的煤块靠近和不靠近的测量值差别。这个差别按照 吸收剂量算,相当于靠近一块每克含铀 0.345 毫克的煤块。但是因为龙岸文测量的是放射 剂量,比吸收剂量大12 倍。因此实际的煤块含铀量需要除以12,也就是说每克煤炭含铀0.345 毫克/12 = 0.029 毫克。这是百万分之29 的含铀量,高于全国平均十倍。高铀煤也。
因此,龙岸文的数据完全证明内蒙煤炭确实是高铀煤,怪不得他回去就发明核雾染仪器。
5. 为什么常规理论无法解释华北的严重雾霾
先从雾霾是怎么回事说起。雾霾是空气中的水分和污染杂质形成许多气溶胶颗粒。当气溶胶颗粒足够大,足够多,足以遮住光线,降低能见度,就成为雾霾了。雾霾的严重程度,端看气溶胶遮住多少光,在多少距离遮住光,能见度是多少。
气溶胶 PM2.5 指数和能见度的计算
能见度的定义是一个纯粹黑色的物体,在纯粹白色的背景下,它的对比度是 1.0,那么在雾霾情况下,距离越远,一部分直射光被散射,让黑的显得白一些,白的黑一些,黑白慢慢混合,对比度越来越小,小到 0.02,就认为完全看不见了,这距离就叫做能见度距离。计算公式是: 能见度距离 = ln(1/0.02) * B = 3.912 * B, B 是反差的指数衰减距离。
我们做个实际计算,能见度 200 米,空气中 PM2.5 气溶胶应该达到每立方米多少个数,才把能见度降到 200 米?用以上公式算,B = 51.12 米。也就是说每一米的距离,反差减小 1/51 = 2%。也就是说在一米距离内,气溶胶遮住 2%的光。简化起见,假设所有气溶胶直径都是 2.5 微米,每一颗气溶胶的体积是 8.2 立方微米,截面积是 4.91 平方微米。一立方米空气里的气溶胶要截住 0.02 平方米的光,需要 0.02 平方米/4.91 平方微米 = 40 亿个气溶胶颗粒每立方米。其总体积是 328 亿立方微米,也就是 0.0328 立方厘米,如果气溶胶就是小水滴,比重和水一样,一立方米气溶胶总共有 0.0328 克,或者说 33 毫克。
对比一下空气污染指数,我随手挑了一个地方,山东滨州现在实时 PM2.5 指数是820。雾霾非常严重,可是臭氧读数只有 21,二氧化氮只有 5,二氧化硫仅有 7,一氧化碳 9,这些常规空气污染的指数都不高,单位是微克每立方米。湿度仅 44%,相当干燥。见图:
按照常规理论,这样干燥的空气,这样低的污染物含量,不应该雾霾,但是雾霾发生了。假如这个时候由于雾霾能见度只有两百米,按照上面计算,每立方米气溶胶有 33 毫克,可是硫化物和氮化物加起来才 12 微克,即使这些污染物全部吸附到气溶胶里,也仅仅占气溶胶质量的万分之四不到。可见气溶胶里面大部分是水分,污染杂质成分仅万分之四。
按照实时温度 1°C,饱和湿度下每公斤空气含水汽 4 克,在 44%湿度下,每公斤空气含水汽1.76 克。因为每立方米有 1.29 公斤空气,所以每立方米空气中含有 2.27 克的水。
这个数字和每立方米含有的 12 微克污染成分比较,水汽比污染气体多了十九万倍。即使污染物全部集中到气溶胶里,气溶胶里面的水分仍然比杂质多 2500 倍。因此这是相当干净的水的雾滴,含杂质万分之四而已。这是非常接近于雾的情形,照常规理论,雾霾应该发生在湿度接近100%的情况下。
为什么常规下雾发生在非常接近 100%湿度呢?因为气溶胶里面的水分子,和外面空气的水分子,始终有交换,始终处在一个动态平衡中。如果空气湿度不到 100%,蒸发的水分比吸收的多,气溶胶的大小就会慢慢萎缩,反之,如果湿度大于 100%,气溶胶就会吸水增大。具体的计算公式,可以参照 Ko?hler Theory31。可是,我们按照常规理论解释不通，因为雾霾发生在只有 44%的湿度下,而不是 100%的湿度下。这说明一点油某种额外的力量,把水分子束缚在气溶胶里,不跑到空气里。这个额外的力量,就是额外带的静电荷。
我们用热力学基本原理计算一下。蒸发出来的水分子跑到 44%湿度,而不是100%湿度, 每个水分子额外获得的熵是 S = k*ln(100%/44%) = 0.821k。根据热力学,对应的额外束缚能量是 E = S*T = 0.821kT = 3.1x10^-21 焦耳 = 0.02 电子伏。这相当于两个基本电荷相距360A? 的距离时的势能。因此,这恰好差不多是微米级别的气溶胶带有一两个额外静电荷时,吸附一个水分子的额外束缚能量。结论就是,气溶胶一定从哪里得到这个额外的静电荷,增加了吸水能力,从而使得在 44%湿度下,严重雾霾可以发生。
气溶胶获得的静电荷就来自放射性核素的辐射电离作用。我们来计算一下。
按照中国国家标准,室内氡浓度不超过每立方米 400Bq 视为安全。这个标准太宽松了, 400Bq 的氡,肺癌危害已经相当大了。但是我们来估算一下,假设室外的氡浓度为100Bq 每立方米,每立方米每秒 100 次蜕变,每次蜕变放出高能带电粒子,可以放出六百五十万电子伏能量，电离一个空气分子约需要32电子伏，因此一个氡原子蜕变可以电离周围二十万个空气分子,产生二十万个静电荷。每立方米空气每十秒,就可以产生二亿个静电荷。而根据前面的计算,能见度降低到 200 米,只需要每立方米含有40 亿个气溶胶,也就是需要四十亿颗静电荷让所有气溶胶带电。按照刚才的计算,那么只需二十秒,也就是半分钟,就足以让大多数气溶胶带电。而根据某些资料,带电气溶胶互相碰撞中和电荷的时间可以长达几万秒。因此,放射性可以源源不断让气溶胶带电,充电速度远大于漏电速度。
上面的计算,尚未考虑铀或者氡原子作为重原子,吸收周边辐射,激发二次高能电子,让周围空气电离带电的效应。这个效应可以产生多几千倍的电离空气分子,并且可以源源不断地进行,让核雾染发生并且持续。
至此,所谓放射性物质很微量,影响很小,不足以引起核雾染的谬论,通过计算推翻了。
6. 对核雾染理论证实或者证伪的实验方法探讨
除了郭秋菊注意到雾霾和空气中的氡浓度的相关性。中国研究人员宋丽娜,万骏,钱文杰也已经对这个相关性做过实验测量研究,得出雾霾和氡浓度两者非常好的相关性32。他们发现,在 AQI 大于 200 的情况与 50 到 100 间情况相比,氡浓度要高三倍。而年吸收剂量则达到 0.63mSv。如果把这个相关性解释为氡是因,雾霾是果的关系。那么这个实验数据的相关性就完全支持了核雾染理论的结论。
如何进一步证明核雾染理论是正确的呢?其实不难。核雾染理论认为放射性物质的污染,源源不断电离空气,使空气中的气溶胶带电,大大增强吸水能力而引起低湿度下的雾霾。
我们可以用仪器测量空气中的铀和氡放射性。我们也可以证实空气被电离的事实,这个可以通过测量空气的电导率来确定。用两块平行的金属板表面用吸附性的导电材料做涂层,以排除金属板本身被辐射轰击产生二次电子。两块平行的金属板间加上高压电,中间的空气离子便在电场作用下迁移,产生微弱的电流,这个电流可以用场效应晶体管之类的电子元器件测量。具体做法可以参考这份文献33。
我们可以测量空气中放射性吸收剂量,我们可以测量空气电导率。我们可以拿数据和空气污染指数比较,看看两者时间上的相关性。根据核雾染理论,他们之间必然会有相关性。
我们大家应该怎么办?
我希望大家能够群策群力,通力合作,通过自己实验和数据,通过自己逻辑判断和思考,自己得出华北雾霾是不是由核雾染引起的结论。因为事实上,我们知道即无法相信专家的数据,也无法相信专家的话。我们只能相信我们看到的,我们看到的是雾霾在日趋严重。专家们治霾束手无策。我们看到肺癌发病率成十倍地增长,儿童白血病从过去的极其罕见的病,变成今天的头号儿童杀手。我们看到京城一个冬天无风即霾。这样的地方,没有人愿意长久居住。雾霾问题必须解决。解决问题必须尊重事实,尊重科学真理,尊重自然。
我希望能够说一句,亡羊补牢,尚未为晚。但是我不能。牢补好跑出去的羊还是回不来。铀的放射性持续亿万年,广泛分布的铀污染,没有什么好办法去除。用放射性材料造好的房子,换个住户,照样有高致癌风险。但是我们可以问问,能够做点什么,不再恶化吗?
作为一个普通人,我们能够做什么保护自己和家人呢?很遗憾,在室外,我们什么都不能做。带上口罩无用,它无法过滤最要害的强烈致肺癌的氡气。雾霾天室外氡浓度高几倍,可是家里室内氡浓度更高。因为房子是用粉煤灰做成的建材造的,随时都会放出氡气来。
也许有些事情我们还可以做,可以购买测量氡辐射剂量的小仪器,随时能检查自己周围的氡浓度。居住的房间,应该经常保持通风,让室内氡流出去,尽管外面都是雾霾。记住,在雾霾天紧闭窗户绝对不是好办法,室内捂着的空气氡浓度比室外还要更高。
还有一样可以做的事情,是寻找一种可以隔阻氡气的防氡涂层,涂在墙壁和地板地下。这样的涂层并不能消除氡,但是至少可以阻止氡进入到房间的空气里。所以它还是有用的。最后,尽量避免钢筋水泥的楼房。如果在农村,可以考虑建造木质房屋,摒弃砖瓦结构。
＝＝＝＝文献索引＝＝＝＝ 1 科学网。蒋大和关于雾霾系列博文。http://blog.sciencenet.cn/u/Talky
2 腾讯网。一个环保工程师眼里的雾霾。http://news.qq.com/a/20151209/037440.htm
3 天气改变历史,原子弹轰炸目标确定 http://culture.kaiwind.com/hot/201311/03/t20131103_1183127.shtml
4 国搜百科。纪录片,《白光黑雨,广岛长崎之毁灭》http://baike.chinaso.com/wiki/doc-view-147638.html
5 oilprice.com. China's Coal Mines Near Uranium Deposits, Raising Pollution Fears. http://oilprice.com/Energy/Coal/Chinas-Coal-Mines-Near-Uranium-Deposits-Raising-Pollution-Fears.html
6 南华早报 2012 年 11 月 18 日英文版。Coal mines near uranium deposits spoiling value of nuclear fuel http://www.scmp.com/news/china/article/1084999/coal-mines-near-uranium-deposits-spoiling-value-nuclear-fuel
7 南华早报 2012 年 11 月 18 日中文版。《南华早报》:煤矿开采或招致核污染风险 http://news.sina.com.cn/c/2012-11-19/070725608805.shtml
8 Sparton.com. First Yellow Cake Produced From Xiaolongtang Coal Ash, China-Test Work Continues 9 ResearchGate.net. 从蒙古粉煤灰中提取铀 Uranium recovery from coal ash dumps of Mongolia
https://www.researchgate.net/publication/226511436_Uranium_recovery_from_coal_ash_dumps_of_Mongolia
10 《中国煤田地质》2002 年 7 月 14 卷增刊。黄文辉,唐修义:《中国煤中的铀、钍和放射性核素》 http://www.paper.edu.cn/scholar/downpaper/huangwenhui483330-200906-3.html
11 内蒙古 2011 年煤炭产量增长十倍 http://www.cec.org.cn/xiangguanhangye/2012-03-30/82461.html
12 人民网。内蒙煤炭迅速发展 http://paper.people.com.cn/rmrbhwb/html/2010-01/18/content_429375.htm
13 English.news.mn. 乌兰巴托全球空气污染第二严重 Air pollution in Ulaanbaatar is second-worst in the world http://english.news.mn/content/81316.shtml
14 ResearchGate.net. 从蒙古粉煤灰中提取铀 Uranium recovery from coal ash dumps of Mongolia https://www.researchgate.net/publication/226511436_Uranium_recovery_from_coal_ash_dumps_of_Mongolia
15 中国空气污染指数网 aqicn.org 北京空气污染指数 http://aqicn.org/city/beijing/
16 佐治亚州立大学物理天文系 威尔逊云雾室 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/cloud.html
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18 绿色和平组织环保调查报告。四川磷矿磷石膏污染报告,《与危险为“磷”》 http://www.greenpeace.org/china/zh/multimedia/images/food-agriculture/2013/sc-fertilizer/
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20 美国标准计量技术局 元素光子吸收截面数据 http://physics.nist.gov/PhysRefData/Xcom/html/xcom1-t.html
21 科技文献网。 《我国氡污染防治技术的研究和应用和现状》 http://www.docin.com.cn/p-1131497045.html 22 新华网 新华网评,莫让核雾染遮望眼 http://news.xinhuanet.com/comments/2014-01/16/c_118993718.htm 23 陈晓秋:雾霾是放射性污染吗? http://www.cenews.com.cn/sylm/hjyw/201401/t20140120_763817.htm
24 辐射还在增加吗?环保部大范围摸底 http://www.eeo.com.cn/2013/0727/247314.shtml
25 科学网。代世峰:雾霾是煤中的铀造成的吗? http://blog.sciencenet.cn/blog-1245385-946712.html
26 代世峰:Geochemical and mineralogical evidence for a coal-hosted uranium deposit in the Yili Basin, Xinjiang,
northwestern China http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136815000761
27 代世峰:Mineralogical and compositional characteristics of Late Permian coals from an area of high lung cancer rate in Xuan Wei, Yunnan, China: Occurrence and origin of quartz and chamosite http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016651620800181X
28 龙岸文:科学测量表明不存在“核雾染” http://news.xinhuanet.com/health/2014-01/25/c_126058738.htm 29 龙岸文:中国专利 WO 2015169078 A1。递交日期:2014 年 5 月 9 日 一种核雾霾测量装置及方法
http://www.google.com/patents/WO2015169078A1?cl=zh
30铀辐射剂量计算器Uraniumdosecalculator http://www.wise-uranium.org/rdcu.html
31 维基百科。Ko?hler Theory https://en.wikipedia.org/wiki/Ko?hler_theory
32 宋丽娜,万骏,钱文杰:空气质量指数和室外氡子体浓度的相关性研究 www.cjrmp.net/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=20150812&year_id=2015&quarter_id=8&falg=1
33 A simple atmospheric electrical instrument for educational use http://arxiv.org/pdf/physics/070129
