霧霾的形成、危害及防治

周潤聲

(青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)第一中學(xué)，山東 青島 266555)

近年來，大城市霧霾天氣頻發(fā)，中小城市有時也難以幸免，霧霾報道頻頻見諸報端，霧霾影響范圍有擴大的趨勢，對環(huán)境和人體的危害為人們所關(guān)注，甚至有些人到了一有霧霾預(yù)警就談虎色變。霧霾是什么，它是怎樣產(chǎn)生的，霧霾的危害是怎樣構(gòu)成的，如何防治霧霾和保護人體健康，這是值得我們了解和思考的重要問題。本文從霧霾的本質(zhì)、危害、防治措施等方面進行了分析，為大家提供參考。

1 霧霾概述

懸浮在空氣中的微小液滴或冰晶稱為霧(mist)。霧的形成通常需要較高的水汽飽和程度，空氣濕度常接近100%。某特定地域在日照、溫度、風(fēng)力等因子作用下，空氣濕度每日會呈規(guī)律性變化，故早晨或晚上會比較常見甚至加濃，而白天較輕或消失，根據(jù)定義，霧出現(xiàn)時水平能見度小于1 km。事實上，霧和云都是由于溫度下降而造成的，在對流層，隨垂直高度上升大氣溫度會呈現(xiàn)有規(guī)律地下降，達到一定高度就會有水汽凝結(jié)形成的云，而霧則是在靠近地面的區(qū)域形成，因此可以說霧就是靠近地面的云。

細小的固體煙塵粒子均勻漂浮在空中導(dǎo)致空氣渾濁和能見度惡化，這種造成視程障礙的氣象現(xiàn)象稱為霾(haze)或灰霾(dust haze)。霾是空氣中漂浮的固體微粒和氣象條件協(xié)同作用的結(jié)果，其形成原因可以歸納為三點：(1)大氣懸浮顆粒物排放量和組成變化。人口增長、城市擴張、工業(yè)發(fā)展、機動車輛猛增，導(dǎo)致氣態(tài)污染物和微細顆粒物排放源、排放量增加，排放物的組成越來越復(fù)雜，直接導(dǎo)致了能見度降低，氣態(tài)污染物、微細顆粒物、水汽聯(lián)合作用使霧霾危害加重。(2)下墊面粗糙度增加導(dǎo)致局地風(fēng)場變化，水平方向靜風(fēng)頻率增加。城鎮(zhèn)化建設(shè)在提高人民生活水平的同時，所建高層建筑對近地氣流的阻擋和摩擦作用增大，微風(fēng)和靜風(fēng)現(xiàn)象增多，導(dǎo)致大氣中懸浮顆粒難以水平擴散傳輸和稀釋，容易在城區(qū)及其近郊積累。(3)逆溫層在垂直方向上阻滯粒子垂向傳輸。逆溫層通常指對流層中空氣溫度下冷上熱、空氣密度下高上低、異于對流層正常分布的一種氣層，源于在一定地形條件下一定時段太陽輻射對地面的增溫作用、冷熱氣流鋒面運動等，可以比作一個反射墻使得大氣層低空氣體垂直運動受限，空氣中的懸浮顆粒被限制在低空和近地面區(qū)域。霧霾本質(zhì)上是一種天氣現(xiàn)象，是在一定氣象條件下形成的，受風(fēng)力、溫度、濕度、地形、大氣穩(wěn)定度等因素影響，形成原因復(fù)雜。在達到一定空氣濕度和一定溫度時，固體粒子表面的水汽凝結(jié)過程會加劇，霾可以轉(zhuǎn)化為霧。

PM2.5是空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于或等于2.5μm的微細顆粒物的代號，與霧霾的產(chǎn)生和危害有密切相關(guān)關(guān)系。研究認為，中國東北地區(qū)冬季(11月份)PM2.5濃度與除了跟微風(fēng)高濕度氣象條件有關(guān)外，還與區(qū)域化學(xué)物質(zhì)輸送、集中供暖時期的化石燃料燃燒、污染物非法排放和生物質(zhì)燃燒有關(guān)，其中氣象因素對PM2.5濃度上升的貢獻率為30%～50%，集中供暖和污染物非法排放貢獻率為60%～70%，生物質(zhì)燃燒的貢獻率則為10%～20%[1]。顯然，氣象因素、集中采暖期化石燃料燃燒以及污染物非法排放是主要影響因素，應(yīng)重點控制。

2 霧霾的危害

霧霾對人感覺器官及呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生很強的刺激作用，顆粒物負載著有害物質(zhì)時，還會對肝、胃和循環(huán)系統(tǒng)的功能產(chǎn)生破壞作用[2]，對呼吸系統(tǒng)的影響尤甚。PM2.5等細顆粒物顆粒體積和質(zhì)量小，但其比表面積大，長期沉積在肺泡中會導(dǎo)致矽肺病，甚至引發(fā)肺癌。有時細顆粒物還會負載有毒有害物質(zhì)、細菌、病毒等[3]，進入肺中就會進一步引發(fā)疾病。在霧霾天容易引發(fā)的疾病包括急性鼻炎、急性支氣管炎、咽炎等，換支氣管哮喘、支氣管炎、肺氣腫等呼吸系統(tǒng)患者，在霧霾天會誘使疾病急性發(fā)作甚至急性加重[2,4]。

3 防治措施

霧霾的影響和危害是顯而易見的，人們對其防治措施展開了深入研究，下面從環(huán)境宣傳教育、政策法規(guī)和技術(shù)角度分別進行分析。

3.1 環(huán)境教育

環(huán)境宣傳教育是提升國民素質(zhì)、建設(shè)生態(tài)文明社會的必由途徑。顯然霧霾不是氣象因素變化后的必然結(jié)果，它與人為排放源有很大關(guān)系。教育和宣傳不僅要將科學(xué)原理和防治技術(shù)的宣傳，更要通加強環(huán)境法規(guī)的宣傳，讓人們認識到保護環(huán)境人人有責(zé)，作為生產(chǎn)者應(yīng)主動承擔(dān)防霾降霾治霾的責(zé)任，作為公眾則睜大眼睛，拿起手中的法律武器，做好公眾監(jiān)督者，抵制非法排污，維護公眾的合法權(quán)益。

3.2 政策與法規(guī)

環(huán)境政策與法規(guī)是維護正常社會秩序和約束環(huán)境行為的重要保障。十九大明確指出建設(shè)生態(tài)文明社會的發(fā)展方向。我國也已經(jīng)建立了比較齊全的環(huán)境政策、法規(guī)和標準體系，并在進入二十一世紀后不斷進行修訂和完善。比如在大氣污染防治方面，2013年6月我國制定了《大氣污染防治行動計劃》[5]，即通常所講的“大氣十條”，明確要求用嚴格的法律和標準“倒逼”產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、強制公開重污染行業(yè)和企業(yè)的環(huán)境信息、向公眾公開重點城市空氣質(zhì)量并排名、加大環(huán)境違法行為的處罰力度等。

3.3 污染防控技術(shù)

從霧霾的產(chǎn)生機理、影響要素和對人產(chǎn)生的危害特征分析，對霧霾的防控主要是對細顆粒物的控制，其技術(shù)手段可按污染物產(chǎn)生到形成危害不同階段分為細顆粒物源頭防治、傳輸途徑、空氣凈化與呼吸系統(tǒng)防護等。源頭控制是指通過清潔生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、技術(shù)革新等手段減少細顆粒物向環(huán)境的排放，也包括重點工業(yè)企業(yè)的合理規(guī)劃和布局。尤其值得關(guān)注的是燃煤、交通的影響，強化收塵凈化煙氣、機動車尾氣治理、更換環(huán)保新能源等將是非常必要的手段。

城鎮(zhèn)化是今后若干年我國發(fā)展的必然趨勢，聚居地高層建筑日漸增多，近地風(fēng)速因近地層摩擦力增大使得靜風(fēng)頻率增加，綠地的減少也使得植被凈化功能變得微不足道。因此，合理規(guī)劃城市生態(tài)布局，在通過生態(tài)手段改善空氣質(zhì)量的同時，改善城市人居環(huán)境。

近年來隨著霧霾天氣的頻率和嚴重程度增大，空氣凈化器和口罩等防護用品成為熱銷產(chǎn)品。空氣凈化器主要是依據(jù)靜電除塵和過濾吸附等原理進行設(shè)計的，其凈化能力差異很大，設(shè)備及耗材價格也有很大不同，根據(jù)功能、品牌來源和功率，從數(shù)百元到上萬元不等。我國自2016年3月起實施了重新修訂后的《空氣凈化器》(GB/T18801-2015)[6]，新國標對空氣凈化器提出了四個參數(shù)，CADR值(單位時間內(nèi)潔凈空氣輸出量，該參數(shù)反映凈化效能)、CCM值(凈化器的潔凈空氣衰退到初始值50%時累計處理污染物的總質(zhì)量，該參數(shù)反映凈化器的壽命)、能效等級(CADR與額定功率的比值，該參數(shù)反映單位空氣處理能耗)和噪音(凈化器達最大CADR值時產(chǎn)生的音量，并非靜音檔的噪音量)，對于規(guī)范凈化器生產(chǎn)和市場行為起到重要作用。

口罩是當(dāng)下人們出行常備之物，尤其在霧霾天氣條件下，但并非所有口罩都對PM2.5有很好的防護效果。為了規(guī)范具有防護效果的口罩的生產(chǎn)，我國推出了《PM2.5防護口罩》標準(TAJ 1001-2015)，2016年3月起正式施行[7-8]，標準規(guī)定，PM2.5防護口罩產(chǎn)品按過濾效率分為兩級，1級 F95 ≥ 95%；2級 F90 ≥ 90%；按標準生產(chǎn)的口罩，按下述規(guī)定標記，F(xiàn)95口罩標記為TAJ 1001-2015-F95，F(xiàn)90口罩標記為TAJ 1001-2015-F90，其中“F”取自“防”字拼音首字母。圖1 是根據(jù)文獻[9]對市場上常見的六種口罩測試結(jié)果整理繪制，可以看出帶呼吸閥的特制口罩防護效果最好，一次性薄款口罩及普通棉質(zhì)口罩的防護效果微乎其微?？梢姟胺丽部谡帧辈荒茌p信商家宣傳，應(yīng)注意相關(guān)標準標識和實際測試效果。此外，在關(guān)注對PM2.5過濾效果之外，還應(yīng)注意是否貼臉密封效果和呼吸通暢程度。

A-薄款一次性口罩；B-醫(yī)用護理口罩；C-一般棉布口罩；D-濾網(wǎng)棉布口罩；E-帶呼吸閥3M口罩；F-無呼吸閥3M口罩

圖1 幾種常見口罩的PM2.5過濾效果對比

4 結(jié)論與展望

霧霾本質(zhì)上是一種天氣現(xiàn)象，但形成霧霾并造成危害，卻有許多與人類有關(guān)的因素在內(nèi)?；剂虾徒斩挼壬镔|(zhì)的燃燒以及非法排污有重要貢獻。大氣污染已經(jīng)引起我國政府和大眾的廣泛重視，制定了一系列政策、法規(guī)、標準；環(huán)境教育和技術(shù)手段在霧霾防治中不容忽視。隨著社會主義生態(tài)文明建設(shè)的推行，經(jīng)過全國人民的共同努力，霧霾污染會在不久的將來被消除，我們的天空會更藍，空氣將更加清新。

[1]Yang T,Gbaguidi A,Yan P,et al. Model elucidating the sources and formation mechanisms of severe haze pollution over Northeast mega-city cluster in China[J].Environmental Pollution,2017,230(Supplement C):692-700.

[2]崔魯佳.霧霾的危害和預(yù)防[J].光彩,2017(1):62-63.

[3]李一帆.活性炭復(fù)載光催化防霧霾空氣凈化口罩的研制[J].當(dāng)代化工研究,2016(9):80-81.

[4]孫 迪,王東梅.霧霾對人體的危害及其護理對策[J].循證護理,2017(1):37-40.

[5]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知(國發(fā)〔2013〕37號)[EB/OL]. [2017-11-05]. http://zfs.mep.gov.cn/fg/gwyw/201309/t20130912_260045.htm.

[6]中國輕工業(yè)聯(lián)合會.GB/T 18801-2015 空氣凈化器[S].北京:中國標準出版社,2015.

[7]侯春婷.終于有標準了:什么樣的口罩能防霧霾?[J].中國纖檢,2016(3):111-113.

[8]中國紡織品商業(yè)協(xié)會.TAJ 1001-2015 PM2.5防護口罩[S].北京:中國標準出版社,2015.

[9]新浪環(huán)保.別再瞎戴口罩了，試驗告訴你哪款口罩真實有效![EB/OL].[2017-10-28]. http://news.sina.com.cn/green/2015-12-08/doc-ifxmihae9262696.shtml?ad=1.