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                                          科學專欄
                                            Science column
                                          影響灰霾的因素及其危害
                                          編輯:賽克瑪瀏覽次數:3851 時間:[15-02-03]

                                          文 / 張欣 中國環境監測總站大氣室

                                          近年來,隨著經濟快速發展、汽車保有量不斷增加以及城市化進程加劇,中國的灰霾污染日益加重。灰霾天氣呈現出頻率增高、持續時間增加、影響范圍不斷擴大等特點。由于灰霾是一種氣溶膠和污染氣體造成的城市和區域性污染現象,會對人的視覺和其他健康造成極大影響,因此已經引起全球普遍關注。中國大陸存在著四大灰霾污染區:黃、淮、海地區、長江河谷地區、四川盆地和珠江三角洲。其中,珠江三角洲是中國灰霾天氣出現最為頻繁的地區。但近年來,北京、天津、上海等大城市以及長江三角洲的灰霾事件也頻繁發生。

                                          灰霾已成為當今影響中國大氣環境質量的主要問題之一,也是當下百姓最為關注、但又對其認識最為有限的大氣環境問題。因此,有關部門有必要在全社會開展正確的輿論宣傳,使人們科學、合理地認識灰霾,應對灰霾。

                                          灰霾的形成機制

                                          灰霾形成的污染因素

                                          高濃度的大氣顆粒物是灰霾形成的主要因素。大氣顆粒物的來源主要有以下三類:一是工廠直接排放的粉塵和機動車的道路揚塵,屬于機械污染;二是大氣中的二氧化硫、氮氧化物、氨氣等形成的氣溶膠顆粒,屬于化學污染;三是在太陽輻射下大氣中的多種化學組分發生光化學反應形成的光化學煙霧,屬于光化學污染。

                                          大氣細粒子(PM2.5)濃度和化學組分與灰霾也有密切關系。已有研究表明,當PM2.5小于某一數值時,能見度會迅速升高。由此說明,在PM2.5治理的開始階段,雖然大氣顆粒物濃度下降了,但對于灰霾的改善并不是非常顯著,而當PM2.5濃度降低到一定程度后,灰霾的改善效果才會逐漸顯著。在某些情況下,PM2.5濃度并不能很好地解釋能見度下降的原因,這是因為灰霾除了與PM2.5濃度有關外,還與PM2.5中的化學成分有關。

                                          大量科學觀測實驗證實,硫酸鹽、硝酸鹽等吸濕性氣溶膠顆粒物的散射特性對能見度下降有重要影響。工業生產排放的硫化物以及城市交通排放的氮氧化物經光化學反應后,在大氣中極易形成硫酸鹽、硝酸鹽氣溶膠顆粒,而在大氣相對濕度較高時,這些強吸濕性氣溶膠的散射能力會激增,導致局域能見度銳減。但在不同地區,硫酸鹽和硝酸鹽的貢獻不同。研究表明,在美國東部地區,硫酸鹽對能見度降低的貢獻率為68%,有機碳為16%,列第二大影響因子。在美國西部大多數地區,大氣中的硫酸鹽和有機碳都很重要。而在加利福尼亞州南部,大氣中的硝酸鹽則是能見度降低的最大影響因素。

                                          此外,顆粒物中的元素碳EC(又稱黑碳BC)對光的吸收影響也很重要,黑碳顆粒物對顆粒物總的光吸收貢獻在90%~95%以上。每年世界上排放的黑碳量占碳排放總量的1.1%~2.5%,占全部顆粒物排放總量的0.2%~1%。這些顆粒物對光的吸收會使一些地區能見度降低一半以上。

                                          灰霾形成的氣象因素

                                          氣象因素如相對濕度、風速、風向、逆溫層和大氣混合高度都會影響灰霾天氣的形成。在這些氣象因素當中,風速、相對濕度和逆溫層被認為是影響灰霾形成的最主要因素,其中最主要的兩點是:(1)水平方向靜風現象的增多。近年來城市高層建筑越來越多,增大了地面摩擦系數,嚴重阻礙了風的水平流動,污染物的橫向稀釋、擴散能力變差,容易在城區內積累形成高濃度污染;(2)垂直方向的逆溫現象。目前,由于排放的增加,城市上空容易頻繁出現逆溫層現象,垂直方向的逆溫層又導致了人類活動排放的大量顆粒物和污染氣體等滯留在近地層,這使得城市被長期籠罩在灰霾之中。

                                          灰霾的危害

                                          加重城市光化學煙霧污染。光化學煙霧是一種淡藍色的煙霧,它主要是由于汽車尾氣和工廠廢氣里含大量氮氧化物和碳氫化合物,這些氣體在陽光和紫外線作用下發生光化學反應,產生光化學煙霧。它的主要成分是一系列氧化劑,如臭氧、醛類、酮等,毒性很大,對人體有強烈的刺激作用,嚴重時會使人出現呼吸困難、視力衰退、手足抽搐等現象。

                                          對人類身體健康的影響。灰霾天氣中大氣顆粒物濃度較高,其中PM2.5的比重較大,顆粒物表面富含大量有毒有害物質,這些物質能直接通過呼吸系統進入人體并粘附在上下呼吸道和肺葉中,尤其是亞微米粒子會分別沉積于上、下呼吸道和肺泡中,引起鼻炎、支氣管炎等病癥,誘發呼吸道疾病,如果長期處于這種環境還會誘發肺癌。另外,灰霾天氣會導致近地層紫外線的減弱,由于太陽中的紫外線是人體合成維生素D的惟一途徑,紫外線輻射的減弱直接導致小兒佝僂病高發。同時,紫外線也是自然界殺滅大氣微生物如細菌、病毒等的主要武器,紫外線的降低易使空氣中的傳染性病菌活性增強,傳染病增多。此外,灰霆天氣容易讓人產生悲觀情緒,如不及時調節,很容易對心理健康產生影響。

                                          影響自然與農業生態系統。灰霾通過對太陽光的吸收與散射,導致太陽輻射強度減弱與日照時數減少,從而影響植物的呼吸和光合作用,這可造成農業減產、綠地生態系統生長受阻等。

                                          此外,灰霾使能見度下降,會直接影響海、陸、空的交通安全。




                                          云南十一选五前三走势图

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