冬季到来,燃煤量骤增,过去的几个星期,国内一些城市的PM2.5纷纷爆表,再次引起广大民众对雾霾的关注。
2013年,“雾霾”成为年度关键词。这一年的一月,4次雾霾过程笼罩30个省(区、市),在北京,仅有5天不是雾霾天。有报告显示,中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准。与此同时,世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。
什么是雾霾?
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。多出现于秋冬季节,是近地面层空气中水汽凝结的产物。雾的存在会降低空气透明度,使能见度恶化,如果目标物的水平能见度降低到1000米以内,就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结物的天气现象称为雾(Fog)。
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色或青白色和灰色。
雾是一种自然现象,但霾不是,当水平风减弱时,大气污染物向城区外围扩展稀释减慢,容易累积高浓度污染,再加上发生逆温现象,污染物无法对流至高空,就形成霾。
霾(英文haze或smog),又稱灰霾(dust-haze)、烟雾(smoky fog)或雾霾(fog and haze),是一种由固体颗粒形成的空气污染,其核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒。
英文smog是由smoke和fog二词演化而来。最早来源于Dr. Henry Antoine Des Voeux 在参加1905年举行的公共健康会议上的报告《雾与烟》(Fog and Smoke),第一次使用 "smog" 来指“霾”。
雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化,阴霾天气现象出现增多,危害加重。中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”。
根据中国国家气象局规定,如果水平能见度小于10公里时,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)、又称为大气棕色云。
雾霾的成因
大气污染物的来源很多,包括汽车排放的尾气气、工业排放、道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、垃圾焚烧,甚至火山喷发以及厨房油烟排放等。
1. 煤炭燃烧排放
煤炭是最主要的污染物来源。燃煤可以用于个人居家取暖,或电厂发电,导致烟雾弥漫,制造雾霾。英国中世纪的空气污染就是以此为来源的。当时伦敦有大量的煤炭污染物排放,雾都也成为了大英帝国工业实力的一种时代象征。特别是十九世纪中,伦敦因燃煤雾霾而臭名昭著,得名伦敦烟雾(London smog、London fog)。相似的名号后来由纽约所继承。
这类的空气污染在一些燃煤地区依然存在,如2013年中国东北雾霾事件,导致公路、学校和机场、码头关闭。
2. 交通排放
卡车、公交车和私家汽车都会造成交通排放污染。机动车排气系统副产品也会导致空气污染,是造成许多大城市雾霾的主要因素。
交通污染主要因素有一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NO和NOx)、挥发性有机物、二氧化硫和烃类。这些分子与阳光、热气、氨水、雾水和其他物质混合,形成颗粒物,组成雾霾。
3. 光化学雾霾
光化学雾霾是一种淡红紫色的雾霾,汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物,这些气体在阳光和紫外线作用下,会发生光化学反应,产生光化学烟雾。它的主要成分是一系列氧化剂,如臭氧、醛类、酮等,毒性很大,对人体有强烈的刺激作用,严重时会使人出现呼吸困难、视力衰退、手足抽搐等现象。
美国加州的红色雾就是燃烧汽油所排放的NOx,在光的作用下成为污染物质,由于北美汽车难以限制,这种雾霾时至今日仍困扰著美国的一些大城市。
4. 雾霾形成的气象因素
灰霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果,气象因素有二:
城市里大楼越建越高,阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。即“静风”现象增多,不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释,容易在城区和近郊区周边积累。
逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空,这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象,使得大气层低空的空气垂直运动受到限制,空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和地面附近。
霾的危害
霾的组成成分复杂,包括数百种大气颗粒物。其中对人类健康有害的主要是PM10,如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子等。而PM2.5,因为颗粒过于细微无法被鼻子的纤毛及咽喉之黏液过滤,它们在人们毫无防范的时候侵入人体呼吸道和肺叶中,从而引起呼吸系统疾病、心血管系统疾病、血液系统、生殖系统等疾病,诸如咽喉炎、肺气肿、哮喘、鼻炎、支气管炎等炎症,长期处于这种环境还会诱发肺癌、心肌缺血及损伤。资料显示,1952年伦敦的“雾”造成了超过4000人死亡,数万人罹患肺部疾病。
美国环保署2009年发布《关于空气颗粒物综合科学评估报告》指出,足够的科学研究结果证明了大气细粒子能吸附大量有致癌物质和基因毒性诱变物质,给人体健康带来不可忽视的负面影响,包括提高死亡率、使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化,改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等。
更为严重的是,空气污染还能影响人类的生育和婴幼儿的健康。专家称,在胚胎和婴幼儿时期暴露在高浓度空气污染物的动物,相比较成年时期暴露在污染环境里的群体的生育力有显著下降。
由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的惟一途径,紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发。另外,紫外线是自然界杀灭大气微生物如细菌、病毒等的主要武器,灰霾天气导致近地层紫外线的减弱,易使空气中的传染性病菌的活性增强,传染病增多。除了影响人的生理,长期的灰霾天气容易让人产生悲观情绪,如不及时调节,容易引发其它生理和心理疾病。
如果霾造成能见度下降,可能导致交通阻塞和事故频发。
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