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发布员:朱永彬2015-3-15 15:16分类: 健康安全

生活在北方城市的人们近三年普遍感受到,雾霾的发生频率在不断增加,特别是2013年和2014年,雾霾发生的次数之频繁,持续时间之长,污染程度之重都创下了记录,2013年1月北京发生了 PM2.5污染历史峰值,2014年1月发生了有记录以来持续时间最长的污染期,即便是在理论上不会出现雾霾的春夏两季雾霾也频繁发生。
雾霾不仅困扰着人们的工作生活,也对人们的心理投下了巨大的阴影。应对雾霾,政府在做各种努力,例如出台了包括《北京市大气污染防治条例》等一系列政策,“京津冀”联动治霾等一致行动的确立, 科学家们也绞尽脑汁,针对雾霾展开了一些列研究,试图通过科学研究帮助人们了解雾霾,治理雾霾。但是至今人们依然无法回答一些基本的问题:雾霾到底从何而来,如何避免,雾霾对人类的健康造成了哪些危害;而人类究竟如何在雾霾长期存在的情况下保护健康,少受危害。

雾霾笼罩
什么是雾霾?
气象学上的定义如下:
雾(Fog):近地面空气中的水汽凝结成大量悬浮在空气中的微小水滴或冰晶,导致水平能见度低于1公里的天气现象。相对湿度95%以上的低能见度;
霾(Haze):大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的空气普遍混浊现象,相对湿度小于80%。
雾霾:雾和霾的混合物,相对湿度80%-95%。
通俗地讲:云是飘在天上的雾,雾是落在地上的云,霾也就是漂浮在空气中的细颗粒物。
PM2.5(完整拼写为Particulate Matter2.5,称为细颗粒物)是指空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。PM10则是指空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物,也称为可吸入颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质,且在大气中的停留时间长、传输距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
雾霾真正被人们所认识,是从1952年伦敦大烟雾事件和20世纪40年代初期美国洛杉矶光化学污染开始的。作为工业时代的城市之殇,雾霾似乎伴随着人类工业化的脚步进入人们的生活,而人们与雾霾的斗争,一般都要持续数年。
在北京,雾霾天里空气污染物的浓度有时会高达200-400ug/m3。按北京市区面积为16807.8*10^6平方米计算,污染带正常在0-500米高度内变化不大,而从500米到1600米直线下降,所以平均厚度可以为1000米。 这样算下来,在雾霾天,一天积累的细颗粒物(PM2.5)总量大约是3360-6720吨。要想短时间去除数量如此庞大的污染物,必须从源头了解它的成因。
当天,在东京的千代田线、丸之内线、日比谷线上的5班列车,恐怖分子将装有神经毒气“沙林”的袋子戳破后丢在车厢里;事发突然,地铁运营方面却没能及时察觉并采取措施,其中有两班列车还很洒脱地将中毒乘客抬下车治疗,列车继续开走运营。等到意识到这是恐怖袭击时,车厢里已经倒了一大片,最终,毒气造成了乘客中13人罹难、50人重伤的悲惨结局。
当天,在东京的千代田线、丸之内线、日比谷线上的5班列车,恐怖分子将装有神经毒气“沙林”的袋子戳破后丢在车厢里;事发突然,地铁运营方面却没能及时察觉并采取措施,其中有两班列车还很洒脱地将中毒乘客抬下车治疗,列车继续开走运营。等到意识到这是恐怖袭击时,车厢里已经倒了一大片,最终,毒气造成了乘客中13人罹难、50人重伤的悲惨结局。

空气中的颗粒物污染
雾霾是如何形成的?
毫无疑问,化石燃料燃烧是我国PM2.5的重要来源,根据北京和上海两座城市环保局公布的统计数字,PM2.5成分中,40~75%的重金属来自化石燃料燃烧,超过50%的黑碳来自化石燃料燃烧,城市的一次排放中主要来源是燃煤、机动车燃油等化石燃料的燃烧。2013年,北京师范大学研究者在《气溶胶和空气质量研究》杂志上发表的相关数据也证实了这一点。而要了解雾霾形成的过程,必须了解一个计算公式:

空气中污染物浓度变化模型
从公式中我们可以看出,污染的浓度与以下几个因素相关:散发源散发出的污染物浓度,也就是气象污染物排放的量;散发的气象条件;化学成分以及沉降。当污染物从源头释放到空气中后,如果气象条件适合污染物在城市中较长时间存在,而且在光和水等气象条件的作用下,细小的化学组分可能发生反应,形成颗粒物悬浮,这个过程叫做“成核作用”,通过成核作用,化学成分相互作用形成了新的颗粒物,从而造成二次污染。最后就是细小的颗粒物彼此碰撞反应,从而形成更大的颗粒,最后沉降下来落在地表。
雾霾污染物的来源和成分分析

北京市PM2.5排放源解析(来自 2011年北京市环保局发布数据)

上海市PM2.5排放源解析(来自 2012年上海市环保局发布数据)
北京市环保局2011年发布的数据表明,北京的颗粒物污染中,机动车排放的贡献为22%,燃煤排放17%,工业扬尘16%,工业设施16%,农业养殖和秸秆焚烧4.5%,周围输入(河北、天津)24.5%。而上海市环保局2012年发布数据表明 的数字,机动车排放25%,工业扬尘10%,工业设施15%,干洗、餐饮民用涂料5%,农业养殖和秸秆焚烧5%,周边影响20%。两座城市大同小异。
2012年北京煤炭总使用量2000多万吨,其中四个大电厂用煤920万吨,工业加供热700多万吨,散煤400多万吨。大型电厂用煤都经过了脱硫等处理,相对来讲空气污染排放较少,工业加供热方面,国家采取了多项控制措施,排放也得到很好的控制,但是散煤使用则很难得到有效控制,污染贡献很大,尤其是没有使用净化设施的情况。
根据北京市环保局机动车排放管理处提供的数字,目前北京市535万辆机动车每年消耗燃油700多万吨,其中汽油400多万吨、车用柴油200多万吨;年排放污染物总量约90万吨,含碳氢化合物7.7万吨,氮氧化物8万多吨。而洛杉矶在发生光化学污染的数年间,其汽车保有量不过200万辆。
化石燃料燃烧后最终排放到空气中的污染物包括:NOx(氮氧化合物)、SO2(二氧化硫)、VOC(是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质,易挥发)、CO、BC(Black Carbon黑炭)、OC(Organic Carbon有机碳)、NH3、CO2以及PM2.5等,形成了雾霾的初次排放。
初次排放的这些污染物,在成核作用以及水和光的作用下,产生二次污染物,科学界叫做“新粒子”。新粒子的成分就比较复杂了,因为排放物本身成分就比较复杂,而二次反应的过程,是粒子在空气中随机碰撞作用的结果,这一过程产生大量空气动力学粒径在0.1-1微米之间的细小颗粒,这些颗粒在数量上和危害上都很大,而且非常难以防控。
雾霾的健康危害
权威学术杂志《柳叶刀》曾刊登过我国科学家钟南山先生的文章,指出在我国因吸烟和固体燃料燃烧导致的可吸入颗粒物污染,将在2003-2033年间导致6500万人死于慢性肺病,1800万人死于肺癌;而权威学术杂志《新英格兰医学杂志》也曾发表过美国的数字,PM2.5的浓度减少10 μg/m3,预期寿命提高约0.61±0.20年。2010年美国环保部发表的《颗粒物的综合科学研究》,阐述了颗粒物浓度与多种疾病的关联,其中包括:呼吸道刺激、咳嗽、呼吸困难、肺功能下降、哮喘加重、慢性支气管炎、非致命性心脏病发作和某些癌症。在全球致死疾病因素的排名中,空气污染相关的疾病排在第8位,而在我国则排在第4位。清华大学研究人员报道了2013年北京雾霾中的微生物组成,其中也存在引起多种疾病感染的微生物。雾霾引起的呼吸道刺激症状,还被一些人形象地称为“北京咳嗽” 。在雾霾天,与雾霾相关的呼吸系统疾病门诊病例显着增加。
虽然有多种研究表明空气污染与疾病的发生相关,但是正如荷兰乌德勒支大学的B. Brunekreef教授所言:到目前为止,我们一直无法找到一个或几个确定的组分是细颗粒物污染中对健康造成主要影响的,也没有充足的证据证明某种具体的成分的浓度对健康是无害的。
雾霾中还有哪些“危险分子”?
2014年初,清华大学的研究者对2013年历史雾霾峰值期间收集的PM10和PM2.5样本进行了宏基因组研究,发现了雾霾中的1300种微生物,结果发现空气中的微生物大部分来自土壤,最丰富的门类是放线菌、变形杆菌、绿弯菌、厚壁菌、拟杆菌和广古菌。其中有3种可以引起疾病的微生物:肺炎链球菌、烟曲霉菌和人腺病毒C。肺炎链球菌最常见于社会获得性肺炎(CAP),在将近50%的的社会获得性肺炎中可分离出肺炎链球菌。而烟曲霉菌,以孢子的形式存在,被认为是一种主要的引起过敏的真菌,是免疫缺陷的人群气道或肺的条件致病菌。这两种病原微生物在重度污染天都有增加。
治理雾霾,我们应该怎么做?
从成因来讲,雾霾问题其实就是能源问题,而能源问题归根结底是发展问题,治理的方式就是转变发展的模式,实现经济增长方式的转变,能源消费结构改善,减少污染物排放,清洁能源的普及,能源利用率的提高。这是一个长期的过程,需要多年的努力。
短期来讲,在雾霾发生过程中,我们应该做到更好的“清洁调度”,建立相应的清洁调度机制和技术手段,实现在预测基础上的应急清洁调度:不是基于成本,而是基于污染物排放的调度方式。专门针对严重污染期,进行清洁能源的储备,在应急期采用清洁燃料,减少燃煤量,用燃气替代煤炭;提高燃煤锅炉脱硫、脱硝和除尘的效率;减少汽车数量;工业生产整体合理安排; 建筑工地停工安排等。
而对于我们个人,应该极力提倡低碳环保的生活方式。使用清洁能源、出行乘坐轨道交通、使用环保用品、控制和减少用电等等。从我做起,践行绿色生活,也是在为治理雾霾做贡献。
(撰文:田埂;本文整理自清华大学医学院的雾霾研讨会)

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讨厌~(^。^)y-~~人家被看99+次了

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