浅谈我国雾霾成因及治理措施
浅谈我国雾霾成因及治理措施
摘要：近年来，全国范围内持续时间长、强度高的雾霾天气引起了人们的广泛关注。雾霾天气不仅影响人们的出行，而且对人体健康也有巨大的危害。本文利用相关的化学知识，通过查阅文献，提出了雾霾可能的成因，提供了一些消除雾霾的看法。
关键词：雾霾；气溶胶；污染物
Discussion on The Causes and Treatments of Haze in China
Abstract: Nowadays, people are highly concerned about the long period and large scale of haze weather. Haze weather not only affects people’s travel, but also does harm to human’s health. By utilizing chemical knowledge learned and consulting literatures in this paper, we proposed possible contributing factors of haze and suggested some opinions to eliminate the haze.
Keywords: Haze; Aerosol; Pollution
1.引言
雾是由大量悬浮在近地面空气中的水汽凝结成的细小水滴，起雾时空气的相对湿度达到饱和，使水平方向能见度下降；霾是指悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气混浊，水平能见度降低到10 km以下的一种天气现象，一般相对湿度< 80 %[1]。雾和霾的主要区别是霾多是由灰尘颗粒造成的。这些颗粒的性质对霾天气有很大的影响。这些颗粒主要指干气溶胶粒子，过去人类活动还比较弱，这些气溶胶主要由自然过程产生，在大气中则作为背景气溶胶。随着人类活动的加剧，尤其是近二三十年，雾霾天气持续时间越来越长、污染强度也愈发增强，究其原因主要是人为排放的气溶胶增加。
2.雾霾天气形成原因
雾霾的成因，主要还是特定气象条件下人类活动造成的污染不断增加。以下三个原因促成了雾霾的形成[2]：一是客观条件—气候异常。在静稳天气条件下，近地面空气流动性差，污染物滞留在空气中难以扩散，非常容易形成雾霾；二是直接原因—工业污染物排放。我国华北地区重工业区较为集中，且冬天主要以燃烧煤炭为供暖源，产生的硫氧化物比重较大。而在全国的角度来看，自改革开放以来，轻重工业污染物排放、秸秆焚烧、化石燃料燃烧等产生的硫氧化物、氮氧化物及各种含碳有机物浓度不断增加，形成了恶性循环，促进了静稳天气的发展，使雾霾天气现象加重；三是重要推手—机动车尾气。近些年来我国机动车购买量和使用量激增，尤其是一线城市近乎饱和。机动车尾气排放的硫氧化物、氮氧化物、重金属粒子、含碳有机物等，造成了大气污染。虽然机动车尾气排放量相比工业污染总量不大，但都集中在城区，更容易造成市内污染物浓度上升。
3.雾霾的化学组成
一般情况下，大气颗粒物的主要成分是水溶性无机盐，包括硫酸根、硝酸根、亚硝酸根等酸性离子和钠离子、钾离子和钙离子等金属离子；难溶矿物质，包括含硅、铝和铁等元素的地壳物质；含碳物质，包括有机碳和无机碳[3]。
研究认为[4]，硫酸根主要由煤炭燃烧排放的二氧化硫在湿度较高的大气环境下，通过云或雾滴反应不断积累生成的；而硝酸根则主要来自机动车尾气排放的氮氧化物的二次转化；对大气能见度影响较大的有机含碳物质来自于化石燃料的直接燃烧以及多环芳烃、有机酸等挥发性有机物的二次转化，秸秆燃烧对此也有贡献；大气中的金属元素也主要来自化石燃料燃烧及其他工业排放，大自然中的沙尘也是来源之一。这些污染物排放到大气中，经过大气化学反应有一大部分转化为二次气溶胶。二次气溶胶的形成方式主要有三种[5]：一是气体直接转化成气溶胶；二是新粒子形成后通过聚并等作用结合成更大的粒子；三是通过凝结等过程形成更大的粒子。这些二次气溶胶使空气变得浑浊，能见度变差，使我国的雾霾问题变得更为复杂。
4.污染物来源及消除措施
以北京为例，其PM 2.5中大多是直径小于1 μm 的粒子（也称作PM 1），而PM 1中工业煤炭燃烧和生活煤炭燃烧分别占18 %和14 %，机动车尾气占23 %，人类日常活动占了19 %，生物质燃烧贡献了4 %，其他工业活动占比3 %，还有另外7 %来自于矿物气溶胶粒子[6]，如图1所示。
图1.北京PM 1来源分布
归根到底，气溶胶污染分为三类[7]：一是煤炭燃烧；二是燃料油燃烧；三是人类活动排放。我国现如今一次能源消费的70 %仍然依靠煤炭，所以调整能源结构，节能减排是首先应该考虑的。其次是减少机动车排放，随着我国高速公路网络的不断完善和汽车消费的刺激政策，虽然一些城市已经施行摇号购车和限号上路，但机动车保有量仍持续攀升。大幅度削减机动车排放需要综合政策调控，一方面加快燃油标准的推出，提高汽柴油质量，提升机动车排放标准，另一方面加快老旧车辆的更新换代，做到软硬件同时更新，并不断完善公共交
机动车, 2.3 工业燃烧,
1.8
生活燃烧,
1.4 其他, 2 矿物, 0.7 人类生活,
0.2
工业燃油,
0.5
秸秆燃烧, 0.4 农业活动, 0.7
通的建设，鼓励大家使用公共交通，节能减排。至于汽油机与柴油机的区别，则是柴油原先含硫量较高，燃烧不完全，产生了大量有毒有害物质，而随着燃油标准的不断更新，柴油也越来越清洁。最后是调整改善居民生活排放，以高质量燃气代替现有燃料，高效率地转化各类生活垃圾等。
5.结语
纵观我国雾霾天气的演变历史，实际上就是在经济发展过程中过度追求GDP增长，而能源转化率低，消耗了大量的自然资源，产生的污染又无法转化直接排放到环境中的副产品。而治理雾霾，就是转变经济发展道路的过程，坚决不走“先污染后治理”的老路。相信在习总书记“绿水青山就是金山银山”的指导思想下，我们的环境会变得越来越好。
参考文献
[1] 于兴娜, 等. 北京雾霾天气期间气溶胶光学特性[J]. 环境科学, 2012, 33(4): 1057-1061.
[2] 周峤. 雾霾天气的成因[J]. 中国人口?资源与环境, 2015, 25(5): 211-212.
[3] 路娜. 中国雾霾成因及治理对策[J]. 河北工业科技, 2015, 32(4): 371-374.
[4] 常清, 等. 北京冬季雾霾天气下颗粒物及其化学组分的粒径分布特征研究[J]. 环境科学学报, 2015, 35(2): 363-370.
[5] Seinfeld J H. Atmospheric chemistry and physics of air pollution[M]. Wiley, 1986.
[6] 张小曳, 等. 北京PM1中的化学组成及其控制对策思考[J]. 应用气象学报, 2012, 23(3): 257-264.
[7] 张小曳, 等. 我国雾-霾成因及其治理的思考[J]. 科学通报, 2013, 58(13): 1178-1187.