劉清之
湖南師大附中
從霧霾的物理特性看其治理對策
劉清之
湖南師大附中
從物理特性上講,霾的主要表征是大小不一的顆粒物。這一物理特性決定了如何從技術上過濾掉這些顆粒物成為可能。本文通過分析霾的物理特性來探討選擇和制定治霾的策略。
霧霾;物理特性;治理;對策
春節期間,我國霧霾范圍進一步擴大至17個省區市,京、津、冀不少城市和地區的空氣質量出現破表。同時,霧與霾的疊加,不少城市出行受阻,特別是對高速、民航受影響十分明顯。因此,大面積的霧霾天氣再一次引起了人們的高度重視,治理霧霾成為了春節期間人們相互交流中熱議的話題之一。
霧霾作為一種天氣氣象之所以引起關注,其實并不是因為霧,而是因為霾。從物理特性來看,霧作為氣態的水,對環境質量并無損害,對環境產生破壞性影響的是霾。霾主要是指空氣中的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物。前兩者為氣態污染物,最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首。所謂PM2.5就是空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的污染物顆粒(英文縮寫為PM)。之所以用PM2.5作為衡量霧霾天氣的標識指標,是因為這種顆粒本身既是一種污染物,又是重金屬、多環芳烴等有毒物質的載體。之所以將霧與霾合在一起統稱為霧霾,是因為霧提供了吸附和反應場所,加速反應性氣態污染物向液態顆粒物成分的轉化,同時顆粒物也作為凝結核加速霧滴的生成,兩者相互作用,迅速形成污染。因此,霧霾治理關鍵是治霾,而不是治霧。
據專家介紹,霧霾看似溫和,里面卻含有各種對人體有害的細顆粒、有毒物質達20多種,特別是冬季的霧霾,有“冬季殺手”之稱。人長時間處于霧霾天氣中,對人產生多種危害。具體主要體現在以下幾個方面:一是對人的呼吸系統會產生嚴重的影響。會引起氣管炎、喉炎、肺炎、哮喘、鼻炎、眼結膜炎及過敏性疾病的發生;二是對幼兒、青少年的生長發育和體質也產生明顯的影響;三是對人的心血管系統也會產生重要影響,霧霾天氣里,因空氣質量差,抵抗力較差的糖尿病患者極有可能因出現肺部及支氣管系統感染而加重病情。此外,霧霾天氣還會導致近地層紫外線的減弱,使空氣中的傳染性病菌的活性增強,進而導致傳染病有可能增多。因此,霧霾成了一種社會公害,影響到每個人的身體健康,治理霧霾已經成為當前必須面對的一項十分緊迫的任務。
從原因上講,霾的形成主要是人為的污染和自然排放及環境條件兩方面原因。據統計,約10%的霧霾是自然排放,其他近90%來自人為排放或直接來自人類的經濟社會活動。人為污染有汽車尾氣、工廠制造出的二次污染、冬季取暖等燃煤排放的CO2和城市地面灰塵等。有統計顯示,北京市的霧霾顆粒中,機動車尾氣占22.2%,燃煤占16.7%,揚塵占16.3%,工業污染占15.7%;自然環境條件除自然排放外,還有空氣的流動性和濕度及地理環境等。因此,無論是從人們征服和改變大自然的能力角度來看,還是從霾形成的主要來源上講,治理霾的重點和出發點必須是從人們的生產、生活行為入手。
目前,人們將重點放在改變和影響人們的生產、生活行為上,許多人主張學習西方發達國家的主要做法,通過立法來嚴格限制污染物的排放;還有人主張調整我國的能源結構,尋找替代能源,重點發展清潔能源;甚至有人主張關閉所有污染排放的企業,如關閉污染嚴重的化工企業、取消火力發電等等。我認為,這些限排和減排舉措固然十分必要,但如果將重點放在簡單的“限”或“減”上,不但方法過于簡單,而且實施的可能性不大,也不完全符合我國當前社會經濟發展的實際。一是我國仍是一個發展中國家,工業化和現代化的進程還要進一步推進,發展仍然是當前的最重要的任務,對能源等資源的消耗還會不斷增加,不要說減少,就是控制現有消耗不增加既不現實,也幾乎不可能;二是我國自然資源結構決定了我國能源消費結構在相當長時期內可能仍以煤碳等這種極易產生污染的能源為主,且替代能源在技術上和經濟性還有一定差距。三是我國人口數量巨大,隨著經濟發展帶來的人們生活水平提高,在可預見的未來,人們在生產、生活中對能源等資源的消耗或需求仍處于快速增長期。
從物理特性上講,霾的主要表征是大小不一的顆粒物。這一物理特性決定了如何從技術上過濾掉這些顆粒物成為可能。因此,根據霾的物理特性選擇和制定治霾策略可能成為最為現實的選擇。這一思路的可能性在于:一是既然霾是一種顆粒物,從理論上講就可以通過物理手段進行過濾;二是既然90%的顆粒物來源于人們的生產、生活行為,如果能對這種行為產生的顆粒物進行過濾,就可以從源頭上控制住霾的產生。三是霾這種顆粒物雖然很小,過濾難度大,但并不是制約這一思路的關鍵。從霧霾形成過程可以看出,既然作為水氣存在的霧都可以吸附霾,使氣態污染物向液態顆粒物成分的轉化,同樣的原理也可以用于源頭過濾霾。四是再輔之以動員政府、單位和社會的力量,增強人們在生產、生活中的自律,從源頭上過濾霾是完全可能的。
[1]周濤,汝小龍.北京市霧霾天氣成因及治理措施研究[J].華北電力大學學報(社會科學版),2012,2:12-16.
[2]劉瑞婷,韓志偉,李嘉偉.北京冬季霧霾事件的氣象特征分析[J].氣候與環境研究,2014,19(2):164-172.
[3]陳瑞敏,吳雁,康文英,等.連續霧霾天氣污染物濃度變化及天氣形勢特征分析[J].氣候與環境研究,2014,19(2):209-218.
[4]曹軍驥.中國大氣PM 2.5污染的主要成因與控制對策[J].科技導報,2016,34(20):74-80.
[5]錢正安,蔡英,劉景濤,等.中蒙地區沙塵暴研究的若干進展[J].地球物理學報,2006,49(1):83-92.
From the physical characteristics of the haze of the main characterization of the size of the particles.This physical proper?ty determines how it is possible to filter out these particles technically. In this paper,the physical characteristics of haze to explore the selec?tion and development of haze strategy.
haze;physical characteristics;governance;counter?measures
劉清之(1999-),男,湖南長沙人,高中,湖南師范大學附屬中學1408班。