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雾影霾踪

已有 2781 次阅读 2015-3-7 11:01 |个人分类:能源、大气环境与气候变化|系统分类:观点评述| 生物质, 硫酸盐, 化石燃料, 硝酸盐, 粉尘

雾影霾踪

细颗粒物(PM2.5)造成的雾霾天气每隔一段时间就会成为社会关注的热点话题。雾霾本质上是由细颗粒物吸湿形成的气溶胶造成的。细颗粒物成分复杂,主要包括硫酸盐、硝酸盐、挥发性有机物和粉尘。从来源上讲,大体可以分为三类:自然界中的粉尘、生物质燃烧以及土壤和水体中氮素的反硝化反应,化石燃料燃烧和工业粉尘。在NASA那张著名的遥感图中,北非撒哈拉地区PM2.5高值区显然是自然源,工业并不发达的南亚主要是生物物质燃烧包括森林火灾释放的废气和碳粒形成的亚洲褐云,我国中东部地区大范围的细颗粒物高值区则成因复杂,上述三方面的因素可能都起到关键作用。但从细颗粒物分布的高值区分布分析都有以下特点,一是盛行风向多从陆地吹向海洋,颗粒物来源丰富,二是大体处于干旱、半干旱地区或存在季节性干旱,大气降水的淋洗作用弱。

西风烈,喇叭声泣,我国大部分地区处于中纬西风带和高细颗粒物的亚非荒漠带的下风方向,空气中风尘来源丰富,著名的黄土高原就是大风刮过来的。同时,我国中东部地区又受到东亚(东南)季风影像,降水多锋面雨,但若冷锋较弱,冷暖空气交汇就会形成大雾迷城的天气,雾大了能见度就会受损,而且空气中的水汽会干扰PM2.5观测设备的正常工作。雾里看霾,自然也看不明白。

煤炭是我国的基础能源,占我国一次能源用量的大约三分之二,也是最大的空气污染物来源,主要污染物排量大约是石油和天然气的10倍以上,但是空气中氮氧化物的最大的来源可能还是生物质燃烧以及土壤和水体中氮素的反硝化反应,因为农作物秸秆中的氮素含量在百分之一以上,高出化石燃料至少一个数量级,我国每年要烧掉柴草大约3-4亿吨,而土壤和水体中氮素的反硝化反应释放的氮氧化物至少也要有上千万吨。

我国80%的煤炭火电厂、钢铁厂、建材厂、化工厂的工业生产,其排放的烟气大约经过工厂的大烟囱升上高中,然后在风力作用下四处飘散,就像生物质燃烧以及土壤和水体中氮素的反硝化作用一样,影响范围广,而强度低。

石油和天然气则不尽然,主要用于交通和城镇生活用能,其影响主要集中在城市和交通沿线附近的低空大气,影响面积可能不到国土面积的百分之一(10万平方公里)。

虽然煤烟污染的总量远远大于石油和天然气,但由于其影响范围比石油和天然气多十几倍甚至几十倍,因此单位面积的污染物负荷相对更低。在城市里,空气污染物可能主要还是来源于当地的污染源而不是远距离输送而来的。

硫酸盐、硝酸盐、粉尘的化学成分在空气中均比较稳定,不太容易变成其他什么玩意。只能随风飘走,或在重力或降水淋洗作用下沉降到地面上。而挥发性有机物则可能在阳光和氧的作用下降解成无害的水和二氧化碳。

细颗粒物本身不见得对人体造成多大伤害。实际上,在北京猿人发现了火以后,用篝火取暖、烧烤食物,我们的祖先就在不断的接触细颗粒物。

正因为细小,细颗粒物可以通过肺泡粘膜进入到血液中,最后被巨噬细胞吞噬,而不会积累在肺部,形成尘肺,这也是生命有机体的排毒过程,从北京人开始用火的几十万年里,人类已经自我进化出这种机能,因此才没有在洞穴中被万年不熄的火种熏死。雾霾引起的真正危害可能是长期的心理焦虑。但是不论是流行病学调查,还是生物毒理试验都说明低浓度硫和硝化物气溶胶引起的雾霾本身不大可能造成持久性的健康损坏。

细颗粒物是否有害更关键的在于其本身的化学成分,真正需要引起重视的是成分复杂的有机物颗粒、金属和非金属粉尘。在城市里他们主要来源于汽车尾气,以及烹制事物、室内建筑和装饰材料的挥发。虽然它们不可见到,但不代表是无害的。燃煤释放的汞、氟、砷等金属和非金属的毒物以及放射性烟尘也需要我们足够的重视。

公民国家,不仅仅是公民有批评的自由,更关键的是在于建设性的积极参加社会活动。我们不能一直制造污染,同时继续骂国家治污不利。但是,当国家采取限制为了治理污染采取限制公民自由的时候,比如限行,又会遭到批评。

雾影霾踪,无影迷踪。

 



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