基于區(qū)域地質(zhì)環(huán)境下霧霾成因的分析

郎鐸 唐雅婷 周建磊 劉紫嫣 陳康俊

摘要：近年來(lái)霧霾頻發(fā)，對(duì)人們的生活帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。在大范圍霧霾的總體狀況下，各地區(qū)的霧霾程度差異、成形原因又各不相同。本文以華北地區(qū)入手，探討各地區(qū)霧霾的差異，并從地質(zhì)環(huán)境的角度去分析霧霾的形成，對(duì)治理霧霾提供一定的思路。

關(guān)鍵詞：霧霾；區(qū)域差異；地質(zhì)環(huán)境

1.華北區(qū)域霧霾表現(xiàn)的異同

從總體上看，近幾年華北為全國(guó)霧霾最嚴(yán)重的地區(qū)，多個(gè)城市霧霾天數(shù)長(zhǎng)、PM2.5指數(shù)高，嚴(yán)重影響了人們的生活。微觀來(lái)分析，又會(huì)發(fā)現(xiàn)華北地區(qū)內(nèi)部霧霾由于區(qū)域不同，而呈現(xiàn)出顯著區(qū)別。

1.1華北地區(qū)霧霾總體概述

據(jù)環(huán)保部公布的數(shù)據(jù)，2014年初，霧霾幾乎席卷了我國(guó)整個(gè)中東部地區(qū)，超過(guò)143萬(wàn)平方公里的地區(qū)都出現(xiàn)了霧霾，其中重度霾天氣的地區(qū)占到了80多萬(wàn)平方公里。而華北地區(qū)依然是污染最嚴(yán)重的地區(qū)，尤其是河北?？梢哉f(shuō)，霧霾連續(xù)天數(shù)長(zhǎng)，PM2.5超過(guò)200在華北地區(qū)已成為常態(tài)。

1.2華北區(qū)域霧霾差異

在華北地區(qū)內(nèi)部，根據(jù)地質(zhì)條件的差異大致可以分為4個(gè)區(qū)域：低山丘陵區(qū)、平原區(qū)、黃土高原區(qū)和冀北山區(qū)，而霧霾在這些地區(qū)的表現(xiàn)也存在巨大差異。其中，北京、天津、河北地區(qū)最為嚴(yán)重。單從河北來(lái)看，霧霾也由于地質(zhì)條件的不同存在較大的空間差異性?？臻g分布上，出現(xiàn)霧霾天數(shù)多、污染嚴(yán)重的杜秋雨主要在一些靠近太行山山麓位置；地形上，霧霾發(fā)生頻率較高的地方主要在平原的中部，華北地形輻合線一帶。

2.霧霾區(qū)域差異的原因分析

霧和霾，其實(shí)是兩種完全不同的現(xiàn)象。水氣為主霧對(duì)人無(wú)害，而大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中形成的霾才會(huì)損壞人的健康。通常情況下，吸水性強(qiáng)的干氣溶膠粒子會(huì)吸水長(zhǎng)大并最終活化成云霧的凝結(jié)核，使得霾和霧同時(shí)出現(xiàn)。

2.1區(qū)域霧霾的來(lái)源差異

霾的具體成因各不相同，但無(wú)論如何，沒(méi)有干氣溶膠粒子就不能形成霾。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，主要能對(duì)霧霾產(chǎn)生直接影響的因素主要有：工業(yè)排放，廢氣中有很多細(xì)微的干塵微粒；汽車尾氣，隨著汽車的增多這一影響比重也在加大；燃燒煤，雜質(zhì)和不完全燃燒的煤均會(huì)造成霧霾。各地霧霾的表現(xiàn)大不相同：

我國(guó)東北地區(qū)的霧霾通產(chǎn)伴隨著供暖期而出現(xiàn)，而風(fēng)量大、干燥造成了霾多霧少，其中燃燒雜質(zhì)占大多數(shù)。伴隨著供暖結(jié)束，霧霾隨之減輕，但重工業(yè)地區(qū)附件依然嚴(yán)重。

中部地區(qū)，霾多發(fā)生于夏秋。湖北等省份沼氣程度低，焚燒秸稈等方式依然普遍，超過(guò)空氣的自我凈化能力而產(chǎn)生霾。此外由于濕度大，霧與霾相伴而生。

華北地區(qū)，產(chǎn)業(yè)幾乎全為鋼鐵、煤炭，污染嚴(yán)重，加上風(fēng)力較小，大氣層結(jié)穩(wěn)定；一些地區(qū)有降水和地面水汽蒸發(fā)的影響，使得近地面空氣的相對(duì)濕度越來(lái)越大；在這種穩(wěn)定的天氣形勢(shì)下，空氣中的污染物在水平和垂直方向上都不容易向外擴(kuò)散，使得污染物在大氣的淺層積聚，從而導(dǎo)致霧霾越來(lái)越嚴(yán)重。

2.2地形地質(zhì)的顯著差異

地質(zhì)對(duì)霧霾的影響，主要在氣流和地形兩個(gè)方面：（1）氣流上來(lái)說(shuō)，東北華北等地霧霾來(lái)源較為相似而表現(xiàn)差異巨大，相比東北，華北風(fēng)力小、空氣干燥卻靠近地面濕度大。造成了霾產(chǎn)生后形成類似中部的霧霾共生現(xiàn)象卻消散能力低于中部地區(qū)；（2）地形，在華北則主要受到西部太行山脈高山屏障影響，污染物容易在山前積聚，另外太行山焚風(fēng)效應(yīng)造成氣流過(guò)山下沉增溫，空氣干燥，降水少，不利于污染物的沖刷凈化，下沉氣流也不利于污染物的擴(kuò)散。因此靠近山麓地區(qū)霾日相對(duì)更多。

3.霧霾區(qū)域差異的影響

霧霾的區(qū)域差異，不止造成了各地微觀上空氣質(zhì)量、大氣成分及氣候的影響，還對(duì)霧霾的治理工作帶來(lái)了更多挑戰(zhàn)。

3.1伴隨霧霾的元素遷移

曾有謠言稱，霧霾中含有鈾、放射碘等物質(zhì)，帶來(lái)一定恐慌。其實(shí)，霧霾中成分主要是一些質(zhì)量較輕的元素組成，放射性元素都是元素周期表中靠后的大質(zhì)量元素，即使煤礦中含有，也無(wú)法通過(guò)燃燒等方式擴(kuò)散到空氣中。當(dāng)然，霧霾中仍存在一些對(duì)人體極為有害的物質(zhì)，如硫化物和氮化物。

從北京的檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，鉀、鈉、鉛硫、鋅、鈣、硅、等元素含量較高，其中硫、鉛等元素主要為化石燃料排放所致、而鉀鈉鈣等為土壤中主要成分，可能是塵土揚(yáng)起與水氣混合而成。而武漢地區(qū)的霧霾中，水溶性離子和碳成分較多，還含有一些多環(huán)芳香烴、多氯苯等存在致癌風(fēng)險(xiǎn)的有機(jī)物。

通過(guò)檢測(cè)可知，便隨霾的元素遷移，人類活動(dòng)產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)也會(huì)隨之?dāng)U散，這些亞微米顆粒在熱泳力和湍流沉積作用的雙重效果下，在可依靠的接觸面會(huì)形成沉降層。但又由于微粒間的相互作用和氣流的影響下，則會(huì)再次懸浮，從而形成了霧霾一天各時(shí)間段成分互不相同，外觀則表現(xiàn)為顏色反復(fù)變化。

3.2治理方式按區(qū)域調(diào)整

由于各地區(qū)霧霾產(chǎn)生的原因各不相同，具體環(huán)境也差異巨大，故除開(kāi)減少工業(yè)排放、制定政策等通用措施外，還應(yīng)根據(jù)地區(qū)采用不同方式：東北地區(qū)應(yīng)該提高煤的利用率，對(duì)燃煤的加工細(xì)化，減少有害粉塵；華中華東等地要控制秸稈的燃燒，且在處理時(shí)需根據(jù)本地潮濕的特點(diǎn)對(duì)癥下藥；華北地區(qū)在改造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，需根據(jù)地形地質(zhì)條件合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)區(qū)域，防止污染的富集。

4.結(jié)束語(yǔ)

各地區(qū)由于地質(zhì)的不同，霧霾的表現(xiàn)、消散方式、強(qiáng)弱程度都存在巨大差異。宏觀角度，華北地區(qū)主要由于太行山脈的影響，靠近山麓的地區(qū)霧霾更易發(fā)生，不易消散；微觀角度，華北地區(qū)多化石燃料而以煤炭鋼鐵等產(chǎn)業(yè)為主，霧霾中含有的主要有害物質(zhì)為硫鉛氮等化合物。在治理時(shí)需要因地制宜，不能照搬別處經(jīng)驗(yàn)。

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