雾霾的危害与防治和预防

雾霾的危害与防治和预防庙港中学综合实践活动课程小组指导老师:徐娟妹研究背景“雾霾”一词成为年度关键词。有报告显示，中国最大的500个城市中，只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准，与此同时，世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。2014年1月4日，国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入自然灾情进行通报。发改委、能源局和环保部联合下发《能源行业加强大气污染防治工作方案》。研究目的和内容雾霾为什么如此被关注？雾霾同人们司空见惯的雾有什么区别？为什么会形成雾霾天气？雾霾天气对人体有多大危害？雾霾可以防治吗？如何防治？带着问题我们开始了调研。研究方法：资料查阅研究过程：一、雾霾究竟是何物？雾与霾从某种角度来说均为大气气溶胶。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物，它属于自然现象，虽然以灰尘作为凝结核，但总体无毒无害；出现雾时空气潮湿，相对湿度是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和）。其形成原因是由于大量极细微的尘粒、烟粒、盐粒等均匀地浮游在空中，使有效水平能见度小于10KM的空气混蚀的现象。“霾”是由空气中的灰尘、二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等粒子构成的，前两者为气态污染物，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的，使大气混浊。“雾霾”是由“雾”和“霾”混杂构成的。霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，出现霾时空气则相对干燥，空气相对湿度通常在60%以下。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首，符号为“∞”。从雾霾污染成分来看，PM2.5是空气质量恶化的重要因子。那么，什么又是PM2.5？就是细颗粒物。2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物，细颗粒物的化学成分主要包括有机碳（OC）、元素碳（EC）、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐（Na+）等。PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。据环保部统计，国内有一半的PM2.5不是来自污染源的直接排放，而是经过十分复杂的物理和化学过程而形成。随着经济社会的快速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物和挥发性有机物排放量显著增长，PM2.5污染加剧。二、雾霾到底有多大危害？美国环保署2009年发布《关于空气颗粒物综合科学评估报告》指出，有足够的科学研究结果证明了大气细粒子能吸附大量有致癌物质和基因毒性诱变物质，给人体健康带来不可忽视的负面影响，包括提高死亡率、使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化，改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等。据北京市卫生局统计，每次出现重度雾霾的天气，来市属各大医院的呼吸科就诊的患者就增加2-5成（图3所示雾霾危害人体）。雾霾天对人体心脑血管疾病的影响很严重，会阻碍正常的血液循环，导致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。另外，浓雾天气压比较低，人会产生一种烦躁的感觉，血压自然会有所增高。再一方面雾天往往气温较低，一些高血压、冠心病患者从温暖的室内突然走到寒冷的室外，血管热胀冷缩，也可使血压升高，导致中风、心肌梗死的发生。持续大雾天对人的心理和身体都有影响，从心理上说，大雾天会给人造成沉闷、压抑的感受，会刺激或者加剧心理抑郁的状态。此外，由于雾天光线较弱及导致的低气压，有些人在雾天会产生精神懒散、情绪低落的现象。次出现重度雾霾的天气，来市属各大医院的呼吸科就诊的患者就增加2-5成（图3所示雾霾危害人体）。三、是谁制造的雾霾！根据上海市环境监测中心持续开展常态污染下的颗粒物来源解析工作，同时还根据不同污染情况，对具体的污染物来源清单进行更新数据。上海市环境监测中心总工程师伏晴艳首度公开了相关数据，最新监测研究显示，上海市PM2.5来源，本地污染排放占到8成。伏晴艳同时指出：PM2.5从上海市来说，主要污染依旧是工业，因为它包括了15%的工业工艺排放，10%的工业锅炉和7%的电厂，其次是交通上，机动车加上船舶、飞机的污染也占到25%。亚洲开发银行等发布的报告表示，所有污染物来自工业点源排放和机动车尾气排放。一方面，大部分二氧化硫排放均来自火电厂以及非金属矿物生产、炼钢、化工制造和有色金属冶炼企业，这些行业占二氧化硫总排放的85%以上。雾霾天对人体心脑血管疾病的影响很严重，会阻碍正常的血液循环，导致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。另外，浓雾天气压比较低，人会产生一种烦躁的感觉，血压自然会有所增高。再一方面雾天往往气温较低，一些高血压、冠心病患者从温暖的室内突然走到寒冷的室外，血管热胀冷缩，也可使血压升高，导致中风、心肌梗死的发生。持续大雾天对人的心理和身体都有影响，从心理上说，大雾天会给人造成沉闷、压抑的感受，会刺激或者加剧心理抑郁的状态。此外，由于雾天光线较弱及导致的低气压，有些人在雾天会产生精神懒散、情绪低落的现象。再从能源消耗产业结构（如图4所示）的关系考察工业废气排放，中国的一次能源以煤炭为主(中国的煤炭生产和消费量也都达到了接近全球一半份额的惊人水平)，大量煤炭燃烧已对生态环境造成严重危害，并影响到资源与环境的可持续发展。2011年我国能源消耗总量为34.8亿吨标准煤，其中70%是工业部门消耗的，24.3亿吨，排放的二氧化碳总量为61.9亿吨。其中，冶金、建材、火力发电、石油炼化、化工、重型装备制造等六大行业消耗的能源又占工业总能耗的79%。所以工业废气排放是形成雾霾的主要源头。煤炭燃烧生成SO2和NOx的排放外，悬浮颗粒物的排放亦不容忽视。据统计，在全国粉煤灰的排放量已达1.5亿吨，虽然现有除尘装置的除尘效率可高达99%以上，但静电除尘器对超细飞灰的捕获率较低，约有1%的飞灰进入大气，构成大气气溶胶的主要部分。这部分飞灰以粒径小于2.5微米甚至亚微米级超细颗粒为主，其数量可达到飞灰总数的90%以上，且表面往往富集煤中微量重金属元素及有机污染物，危害甚大。深层次的原因则是我国快速工业化、城镇化过程中所积累环境问题的显现，高耗能、高排放、重污染、产能过剩、布局不合理、能源消耗过大和以煤为主的能源结构持续强化，城市机动车保有量的快速增长，污染排放量的大幅增加，建筑工地遍地开花，污染控制力度不够，主要的大气污染排放总量远远超过了环境容量等多种原因造成一些大中城市的雾霾不断发生，不但冬天有，夏天也时有发生。尤其是在京津冀、长三角、珠三角出现的频次和程度最为严重（如图6所示）。分析能源消耗，在这三个区域，虽然国土面积仅占我国国土面积的8%左右，却消耗全国42%的煤、52%的汽柴油，生产55%的钢铁，生产40%的水泥，二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放量均占全国的30%，单位平方公里的污染物排放量是其他地区的5倍以上。这些污染物的大量排放，既加剧了PM2.5的排放，更加重了霾的形成。监测表明，这些地区每年出现霾的天数在100天以上，个别城市甚至超过200天。由此可见，我们已经为粗放的经济发展模式付出了沉重的环境代价。如果我们不尽快转变经济发展模式，不尽快调整产业结构，不尽快改变我们落后的生产和生活方式，要想减少雾霾、改善空气质量将非常困难。燃煤、机动车、工业、扬尘，这些污染源排放量大，是造成本次严重污染的根本原因。四、雾霾是“中国特色”吗？答案是“NO!”。雾霾并非“中国特色”，而是相当具有“普世性”的现象。对应的英文单词包括haze和smog（20世纪初英国人造的词，由smoke和fog两个单词合并而成，与中文的“烟雾”构词方式一致）等。1930年，比利时发生马斯河谷烟雾事件，马斯河谷是比利时重要的工业区，当年的12月1日至15日，马斯河谷上空出现了很强的逆温层，在其持续作用下，马斯河谷工业区排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散，越积越厚，第3天开始，河谷工业区有上千人发生呼吸道疾病，一周内就有60多人死亡。1948年，美国的多诺拉出现类似事件，多诺拉是美国宾夕法尼亚州山谷中的一个小镇，是硫酸厂、钢铁厂、炼锌厂的集中地。1948年10月26日至31日，该镇持续出现大雾和逆温层现象，工厂排出的大量烟雾被封闭在山谷中，小镇中6000人突然发病，其中有20人很快死亡。历史上遭受雾霾折磨时间最长的大城市是号称“雾都”的英国伦敦。“阴霾”、“昏暗”等词在19世纪的英国名著中常常出现。上世纪50年代，伦敦雾霭重重酿成灾难，英国人自此痛定思痛大力整治环境，并实现产业转型，打造生态社会。时至今日，伦敦摘掉了“雾都”的帽子，蜕变为蓝天白云的“生态之城”，绿色产业成为英国的经济增长领域。从工业革命的先驱到生态文明的领跑者，英国为世界其它国家的工业化、城市化进程提供了借鉴。1952年12月，逆温层笼罩伦敦，连续数日寂静无风。当时伦敦冬季多使用燃煤采暖，煤炭燃烧产生的粉尘、有毒气体和污染物在城市上空蓄积，引发了连续数日的大雾天气。整座城市弥漫着浓烈的“臭鸡蛋”气味。人们走在街头，甚至低头看不见自己的双脚。许多伦敦市民感到呼吸困难、眼睛刺痛，哮喘、咳嗽等呼吸道疾病高发。从12月5日到8日的4天里，伦敦市死亡人数达4000多人。9日之后，雾霭逐渐消散，但在此之后两个月内，又有近8000人死于呼吸系统疾病。在付出生命的代价后，英国人痛下决心整治环境。1956年催生了首部空气污染防治法案《清洁空气法案》。这一法案规定城镇使用无烟燃料，推广电和天然气，冬季采取集中供暖，发电厂和重工业设施被迁至郊外等。1974年的《控制公害法》囊括了从空气到土地和水域的保护条款，添加了控制噪音的条款。相继颁布的法令严格执行成为“雾都”获得新生的保证。扩建绿地是伦敦治理大气污染的重要手段。伦敦虽然人口稠密，但每人平均绿化面积达24平方米，城市外围还建有大型环形绿化带。即使在寸土寸金的伦敦市中心，也仍旧保留着海德公园以及詹姆斯公园等大片绿地。伦敦的巴特西发电站曾是英国最大的发电站，被认为是工业时代的象征，巅峰时期每周烧煤一万吨，每天消耗泰晤士河河水155万立方米。1989年，巴特西发电站正式关停。2007年2月，时任伦敦市长利文斯通宣布环保规划，计划在20年内将二氧化碳排放量减少60%，把伦敦建成全球最环保的城市。根据规划，约750万伦敦市民将减少看电视的时间，换用节能灯泡。在商业领域，在节能和环保方面表现出色的企业和政府机构被授予绿色奖章。英国政府认识到，城市大气污染问题既与燃料结构有关，也是人口、交通、工业高度集聚的结果，需要综合性治理，其中产业转型是关键，不再单纯依赖制造业，而是大力发展服务业和高科技产业。着力打造低碳生态社会现在的伦敦“雾都”不再，宛若一个生态的公园。伦敦从“雾都”向“生态之城”的转变，正是一些工业化国家实施经济转型、努力与大自然和谐共处的缩影。在今天的英国，绿色经济产业是目前为数不多的经济增长领域之一，预计至2015年每年的增长率将超过4%。绿色行业将创造40万个工作岗位，而且这一数字还将不断上升，到2020年，绿色行业从业者将有120万人。五、面对雾霾应该做什么！1、面对雾霾国家在做什么？2014年2月，习近平在北京考察时指出：应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5，要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措，聚焦重点领域，严格指标考核，加强环境执法监管，认真进行责任追究。近日，国务院召开常务会议，部署了大气污染防治十条措施，其中提出要加快调整能源结构，加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应，并大力培育新能源产业。环境保护比能源单纯获取更重要，能