霧霾產生的根源

　　摘要：本文從霧霾發(fā)生的地域性和季節(jié)性角度分析，從霧霾形成的關鍵氣候條件開始抽絲剝繭，分析催生逆溫層與霧霾形成緊密相關，進而揭示冬季北方燃煤供暖造成的一個個小溫室，才是霧霾久治不愈的關鍵因素，并由此提出短期消減霧霾需多措并舉的若干措施。
　　關鍵詞：霧霾；逆溫層；集中供暖；劣質煤；清潔能源
　　中圖分類號：X51文獻標識碼：A文章編號：2095-672X（2018）03-0253-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.152
　　Abstract： In this paper， from the regional and seasonal perspectives of haze occurrence， the paper starts from the key climatic conditions of haze formation and analyzes the formation of the inversion layer and the formation of haze is closely related to reveal the winter heating caused by coal-fired one by one Small greenhouse， is the key factor in the long-term treatment of haze， and thus proposed a number of short-term measures to reduce haze need to take measures.
　　Keywords： Haze；Inversion layer；Central heating；Poor quality coal；Clean energy
　　1 探究霧霾產生的主要誘因
　　霧霾中的主要污染成分有微塵顆粒、硝酸硫酸霧、有機碳氫化合物、重金屬等，其中有一次排放污染物和二次生成污染物。一次排放污染物是指污染源直接向大氣中排放顆粒物，如以燃煤為主的火力發(fā)電排放物、重工業(yè)空氣污染物、建筑揚塵、汽車尾氣、生活取暖排煙等等。二次生成污染物是指污染源排放的氣態(tài)化合物在大氣中經過了復雜的化學反應轉化的顆粒物，例如二氧化硫氣體轉化為硫酸鹽顆粒物�；�于這些分析，近年來各地紛紛下大力氣整治污染排放，其中北京的空氣治理效果尤為明顯，但霧霾天并未減少[1]。
　　1.1 空氣污染治理與霧霾減輕的悖論
　　根據北京市環(huán)保局發(fā)布2016年全年空氣質量狀況，PM2.5年平均濃度同比下降9.9%，為73μg/m3。細顆粒物（PM2.5）等四項主要污染物同比均有所改善。自2013年監(jiān)測以來，北京市PM2.5呈現持續(xù)改善趨勢，一級優(yōu)天數明顯增加，重污染發(fā)生的時段逐年減少。2016年北京市空氣質量達標天數198天，達標天數較2015年增加12天；2016年共發(fā)生重污染39天，較2015年減少7天。從2013年到2017年數據統計來看，北京的空氣質量穩(wěn)定向好。
　　從各種數據來看，北京重度空污有所緩解，但實際統計的2016年的霧霾天比2015年卻增加了近300小時，相當于至少多了12天，居民受到霧霾影響的總體時數實則上升。
　　空氣污染的確是造成霧霾的核心因素，然而空氣質量的改善并未明顯減輕霧霾的形成，這一悖論讓霧霾形成的機理陷入更深的迷霧之中。
　　霧霾的形成背后肯定有更關鍵的、起決定性的東西。
　　1.2 中國重度霧霾普遍發(fā)生在北方冬季
　　根據國家環(huán)境保護部提供的空氣質量監(jiān)測數據，在全國主要大中型城市中，東南沿海一帶城市的空氣質量為優(yōu)的天數最多，污染主要集中在華中華北地區(qū)，但重度霧霾主要集中在北方冬季。以北京為例，下面是2015年，北京及中國其它地區(qū)的PM2.5濃度分析。由圖可見，北京PM2.5值從入冬開始直線上升，也就是說，北京整個冬季都籠罩在大量PM2.5之中。
　　1.3 逆溫層催生霧霾的機理
　　在對北京霧霾與倫敦霧霾，和中國的北方霧霾分析中，發(fā)現盡管其核心污染源不盡相同，但都有一個共同的特點 ——冬季，采暖，直至逆溫層的出現。
　　霧霾的產生必伴生有大氣中的逆溫層。如果說霧霾是一個怪胎，其父體為大氣污染源，那其母體必然是籠罩這一區(qū)域的逆溫層！
　　一般情況下，白天太陽的輻射使地表溫度上升，靠近地面的空氣被加熱后上升，形成空氣對流，此時，即使有污染物也會在短時間內擴散稀釋掉。在冬季，白天地面接收到的太陽輻射相對較少，夜間地面又迅速散熱降溫，地面的空氣溫度與高空的空氣溫差減小，大氣的垂直對流減小，大氣處于一種穩(wěn)定態(tài)，這種狀態(tài)下特別容易起霧。霧天高層的空氣白天吸收太陽輻射，持續(xù)升溫，城市上空出現了高空比低空氣溫更高的逆溫現象，因此近地面的冷空氣和高層的暖空氣各自保持著穩(wěn)定的狀態(tài)，在垂直方向上也就沒有了空氣交換，逆溫層就產生了。逆溫層導致了污染物的停留，抑制了煙塵、污染物、水汽凝結物的擴散，污染物聚集再次發(fā)生復雜的化學反應，微生物也在吸滿水的顆粒中迅速生長，凝結核變大變重，更不容易發(fā)生對流擴散，這樣惡性循環(huán)，霧霾天越發(fā)持續(xù)時間長且污染更加嚴重[2]。
　　1.4 逆溫層產生的關鍵誘因
　　在工業(yè)化之前，霧在冬季經常發(fā)生，是一種自然現象，沒有多大危害；但工業(yè)化之后，空氣中排放的污染物使霧受到污染，情況就完全不一樣了。如果不是冬季更加頻繁的起霧，現在的霧霾給人的感覺絕對不會這樣嚴重。每次冬季的嚴重霧霾，都是霧和霾的雙重作用。形成霾的核心顆粒中硫酸鹽和銨鹽的含量異常高，具有很強的吸濕能力，飄浮在空中形成凝結核，能夠吸收空氣中的水蒸氣，從而形成較大較重的液滴，加重霧的嚴重程度。逆溫層產生的誘因首先是霧氣的形成。那我們先分析一下霧是怎么形成的。教科書告訴我們，在較低的溫度下，當暖而濕的風，經過寒冷的地面或水面，逐漸冷卻會形成霧。常識也告訴我們，暖冬的天氣下尤其容易形成霧。北方居民普遍感覺到最近霧變多了，這是為什么呢？有些國家和地區(qū)污染嚴重但并不能形成霧霾，霧霾之所以形成要有特定的環(huán)境。北方取暖燒煤產生大量的熱氣，熱氣遇冷液化成霧，而且釋放大量的CO2加劇了城市的溫室效應，整個城市被裹挾在溫室氣體里。要知道一噸散煤燃燒的排放相當于五到十噸電廠排放的污染物！ 倫敦煙霧事件也是由于冬季供暖燃燒煤炭，再加上特殊氣象條件，空中的二氧化碳濃度急劇升高，促使逆溫層的出現而導致霧霾。

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