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空气污染的真正原因 - 在春节验证了

已有 15003 次阅读 2020-1-31 12:48 |系统分类:论文交流| 空气污染, 冠状病毒, 疫情, 春节, 汽车尾气

      大气污染的真正原因是什么?在2020年冠状病毒疫情下验证了我2017年文章的观点:怪天怪地是浮云,炒菜油烟才是因。

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      目前各级部门环保做得相当到位了,该做的、能做的都做了,如河北的煤改气、北京的大污染企业迁出,主流观点认为大气污染还是来自于汽车尾气、煤电厂、全球变暖、地球排气、地壳运动等。去年在科学网上发博文谈过我的观点,也在2017年在正式期刊上发了文章,但未引起关注。

      现正值我国春节加冠状病毒疫情下,想再次表达一下观点,这里不是想蹭热度,而借疫情和春节分析一下空气污染的真正原因。按我的习惯,以前发过博文,说过一次就不想多说了,但昨天在《地壳运动》群一群友赵博士转发了近几天北京重度污染的一句灵魂拷问,又勾起我写博文的冲动,想赚点流量,原话如下,未做删减:

{{{{前天(初五)在北京微信圈盛传的一段文章,有点意思。我们对很多事物认识可能还在必然王国里。武汉新冠病毒也把环保专家们多年来所谓雾霾形成原因与机制重大研究成果击的粉碎

初二起北京持续雾霾,请环保专家解答,今天初五,已连续四天大气重度污染了,是什么原因造成的?

一,大家都宅在家里躲避疫情,大街上机动车稀少,证明污染与汽车无关。

二,春节放假了,大多数工厂停工了,证明与工业污染无关。

三,同理,建筑工地静悄悄,证明与工地掦尘无关。

四,煤改气了,煤炉砸了,周围农村不许烧柴了,证明与生活污染无关。

五,一切娱乐活动停止了,証明与人多造成污染无关。

六,农村不许养猪了!猪屁也消失了!证明养猪与大气污染也没多大关系。

七,城市禁放鞭炮了,证明雾霾与放鞭炮无关。

七,人都呆在家了,酒店关门饭馆基本没生意了,与餐饮污染无关。

       那么,请环保专家回答:北京大气污染源到底是什么?}}}}

      上面这段文字原来来自于

https://mp.weixin.qq.com/s/j1MhodeZRlCasFAZ2IfLdQ,

      题目叫《武汉新冠病毒把环保专家们多年来所谓雾霾形成原因的重大研究成果击的粉碎》。


      真正的原因是什么?

      首先看正常的大气层。从地面至20公里或更高的大气气温是逐渐降低的,递减的,这时,人类活动所造成的气态污染物会随大气由高温向低温流动,即垂向对流,一直向上排出。但北方冬季会出现一种逆温现象,这时,在天空某高度处(如高度1000米处)的气温反倒要高于地表附近的气温。例如,地表温度是-5度,而上午太阳出来后,地表温度会略微上升,在1000米高度的大气则快速升温至2-8度。很显然,污染物借助于惯性向上排出一定高度后时,达不到1000米处即调头向下,污染物就被锁定在0-1000米内的近地表。若无风,大气条件处于稳定状态,在冬季的静稳天气下,这时,城市的污染物均排至这个范围内积累,逆温层就是一个盖子,从地面上升至空中的所有污染就锁定在地面至1000米范围内,形成雾霾。坐飞机的人就有体会,城市雾霾再重,一般飞至1000-1500米后,天空就一片晴朗,无雾霾了,原因是产生逆温层的高度在800-1200米左右,之上的大气气温随高度就是正常的递减了。

      下面是北京2020年1月的污染程度图(横坐标是时间;纵坐是污染指数),图1中右侧可以看出,初二至初四(1月26-28日)几天北京市出现重度空气污染。


图1 北京市2020年1月污染指数曲线图

       而正是这几天,北京大街上离京人少,车更少,工厂停工,商店关门,怎么还有污染呢?污染物从哪儿来?

       北京市2千1百万人,春节计跑了一半,因为冠状病毒,余下的北京人每天宅在家,显然,汽车尾气、煤电、工厂、企业排污这些因素均站不住脚了。唯一的因素是什么?做饭!仅这一半的北京人,仅这一半的人在家烧菜:蒸、炸、炒、煮、炖的油烟及燃烧燃气,相当于多少个工厂冒烟?这1000万人的饮食制作也足以引起在静稳天气条件下的污染的聚集。

       这是我去年3月写的博文:

http://blog.sciencenet.cn/blog-2367565-1166135.html

      当时也阐述了我的观点,人是主体。

      但也许你会问,中国几千年的饮食文化,为何以前没雾霾呢?以前不是没有雾霾,也是有的,只是没记录而已,我国工业化晚,人口集中在超大城市时间较晚。而如今,大型城市集中,人口密集,这还不是真正的原因。和国外可做一个对比,美国东部的华盛顿、纽约、日本的东京等地,其人口密度不亚于北京,但人家车照开,马照跑,工厂正常运转,为何没雾霾(如图2、图3)?他们可没放假哦!其传统的“排污”应该比我们放春节假期和冠状病毒疫情下要高吧?那我们与他们之间到底有何不同?因为,因为人家不炒菜,中国人的饮食文化中,我们需要蒸炸炒煮,各道工序,这是春节期间的唯一污染源,没有之一!2016年4月我在美国丹佛做访问学者,在租房时,房东特意强调,做饭炒菜时要悠着点儿,否则会影响整个小区,会被投诉的。

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图2 纽约的污染指数(2020年2月1日13时)

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图3 东京的污染指数(2020年2月1日13时)

      ******这里只列出结论,若想看看有何依据,请看我2017年在《地学前缘期》期刊上所发的论文,里面有关系雾霾成因的详细论述,其中还引用了前人的多次关于雾霾成分的测试数据,欢迎下载阅读。不过需要手机支持PDF浏览才能查看,若不行可用电脑打开连接,或另存为文件:

      北京市冬季空气污染来源及成因分析_毛小平.pdf


     ******* 下面为该文章的首页及部分主要观点页面:






      最终,提一下我的个人建议。

      建议:现在的小区高楼均有集中排烟通道,现状是油烟直排大气, 在每个排烟通道、大型餐馆排烟通道安装低成本的一种搜集污染物的袋滤器,可降低PM2.5,这才是一劳永逸的方案,什么汽车尾号限行,关停工厂,这些都不是根本的方案。刚听我夫人说去年2019年8月份清华紫光交流中心安装了油烟净化器,由此看出,北京市已部分实施了清污动作,对大型餐饮、宾馆,这是好事,但众多楼盘却仍是直排。分散农村住户的就算了,不要拿他们的炉灶开刀,不足为虑。

      结论:工业污染肯定会造成大气污染,这个不可否定;北京市的大气污染,则主要是炒菜油烟引起的,其它因素贡献小; 菜可以炒,这个中华传统不能丢,但要做好人口稠密区高楼的集中去污。


      怪天怪地是浮云

      炒菜油烟才是因


网友问题:

      问题1:[[[雾霾形成是多方面,是一个综合的耦合效应造成。用假期间工业和车辆减少而雾霾没减把雾霾归咎于餐饮, 更狭隘的以北京为例而不考虑区域,甚至地域何气候变化,实在是胡扯?除了人类活动的贡献,包括各种工业尾气, VoC 无组织排放,还有农业入过度使用化肥,牧业的快速发展,城建和各种基建原材料需求的副产品废气,汽车排放,包括餐饮和放屁都是贡献,还有生态的变化,地球在宇宙中的自然变迁,都是造成雾霾的贡献者。因为实在经不起推敲,以其矛攻其盾:既然假期,北京大量外来人员离京,还炒菜吗?餐饮烟气也明显降低,你把雾霾归于餐饮合适吗]]]

      回答:1)[[[多方面的耦合效应]]],这是典型的地质思维。天气系统变化是论分钟,由好天气变静稳天气,可能在几分钟内完成。雾霾不象水污染、土地污染那样长期“累积”而影响1-100年以上的,一阵风来,可能半小时前的雾霾均扩散了,在有利气象条件下,会水平扩散和垂直扩散稀释了。初二-初四北京的大气污染,汽车量少、工业尾气谈不上; 几乎全民放假,只有口罩厂还在加班;过度使用化肥,这几天是没有施肥;  牧业发展,这几天没快速发展; 城建基建也停了,其它更是微不足道。2)[[[北京大量离京还炒菜吗]]],一样,就跑了一半人口,在静稳天气下,1000万人的炒菜一样会产生污染累积。我以前在农村,在不利气象条件下,在家烧火做饭时,烟道就是排不出烟,这时相当于在密闭空间内,哪怕排量小,也会慢慢累积起来呛人。3)[[[为何归在炒菜]]]?此博文只是结论,在前述2017年提写文章中提到了沈阳和北京两地对雾霾成分测试中,含有大量碳氢化合物,占主体,其中含有苯并A,是典型的抽油烟机排放出来的致癌物质。4)[[[为何仅以北京为例]]]?说实话,其它地方也一样受炒菜的影响,但如石家庄等地,长年空气污染严重,如图4所示,为2020年2月1日6:16的污染地图,这几天河北人民都宅在家,厂家关门放假,汽车少,大型运输车辆也不多,实在找不出什么原因:

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图4 华北地区2020年2月1日6:15污染指数分布图

a2.png

图5 华北地区2020年2月1日13:00污染指数分布图

      问题2:会不会是异地的产物,即从其它地方运移过来的?

      回答:在有风时或某些好的气象条件,逆温层破坏了,不存在了,这时扩散条件好,有大气污染地区0-1.2公里高度的雾霾都散了,风速随高度增加而增加(王志春,2007,平均风速沿高度的变化规律),即污染源区在不稳定气象条件下,自已的污染都向上或侧向扩散稀释了,更不会吹到异地。如上图5, 为今天2月1日下午1点时的污染指数平面图,和早上6点的图(图4)相比,石家庄污染指数由重度污染230达到最佳的30, 而郑州、济南略微增加,或增加不明显,显然不是石家庄的污染花7小时跑到了这两个地方,按石家庄今天的风速,7km/h,按此速度,需38小时需后天上午才能跑370公里,才能运到郑州,但这方向还不对,是向西的风,显然这是因为这6小时内,石家庄的逆温层消失,污染物可正常排出,而郑州、济南仍存在逆温层。以前韩国前几年还常怪中国的空气污染影响了他们,是吹过去的。而后来正好相反,打脸了,我国出现好天气时,他们却出现了雾霾。所以,雾霾的侧向(水平)迁移的想法不成立。北京常出现风停霾至,风起霾散,其来源就是本地源。

      问题3:以前北京也炒菜为什么没有雾霾?

      有两点:1)过去没有大气检测数据,但仍有重度污染事件发生,记录得少;2)我国工业化晚,我大学毕业86年来北京出差时,二环外还有很多地方是农村,当时人口集少和集中度小,1998年北京人口为1240万,到现在增至2154万人口。我住在北四环,现在六环通了,打算七环了。现在我住的一栋楼22层,每层12户,共264户,处于面积1400平方米(35*40米)范围内,每日三顿排油烟,周围所有工厂都停工,但不能不吃饭吧,这一栋楼就相当于一个直排污染的中型企业,北京市有多少这样的楼盘?

      再补张图,如图6, 说明一下中、美、日的区别,为何纽约、东京无雾霾,而我国有,几乎所有条件一样,气象,海拔,均大大陆东侧,都不烧煤了,汽车数,人口数差不多,人家还上着班,我们还停工,休假,污染我们有,他们为何没有:


图6 中美日春节期间对污染指数对比图表

   




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