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基于区域地质环境下雾霾成因的分析

发布时间:2018-09-11 09:14
1.华北区域雾霾表现的异同
   从总体上看,近几年华北为全国雾霾最严重的地区,多个城市雾霾天数长、PM2.5指数高,严重影响了人们的生活。微观来分析,又会发现华北地区内部雾霾由于区域不同,而呈现出显著区别。
1.1华北地区雾霾总体概述
   据环保部公布的数据,2014年初,雾霾几乎席卷了我国整个中东部地区,超过143万平方公里的地区都出现了雾霾,其中重度霾天气的地区占到了80多万平方公里。而华北地区依然是污染最严重的地区,尤其是河北。可以说,雾霾连续天数长,PM2.5超过200在华北地区已成为常态。
1.2华北区域雾霾差异
    在华北地区内部,根据地质条件的差异大致可以分为4个区域:低山丘陵区、平原区、黄土高原区和冀北山区,而雾霾在这些地区的表现也存在巨大差异。其中,北京、天津、河北地区最为严重。单从河北来看,雾霾也由于地质条件的不同存在较大的空间差异性。空间分布上,出现雾霾天数多、污染严重的杜秋雨主要在一些靠近太行山山麓位置;地形上,雾霾发生频率较高的地方主要在平原的中部,华北地形辐合线一带。
2.雾霾区域差异的原因分析
    关于雾霾的成因,学术界依然存在着较大分歧,然而不可否认的是人类的活动是主要因素,环境的差异则影响了雾霾的分布与严重程度。
  2.1区域雾霾的来源差异
   雾和霾,其实是两种完全不同的现象。水气为主雾对人是无害的,而大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中形成的霾才会损坏人的健康。但在通常情况下,某些吸水性强的干气溶胶粒子会吸水、长大, 并最终活化成云雾的凝结核, 产生更多、更小的云雾滴,使得霾和雾同时出现。霾的具体成因各不相同,但无论如何,没有干气溶胶粒子就不能形成霾。根据现有的研究结果,主要能对雾霾产生直接影响的因素主要有:工业排放,废气中有很多细微的干尘微粒;‚汽车尾气,随着汽车的增多这一影响比重也在加大;ƒ燃烧煤,杂质和不完全燃烧的煤均会造成雾霾。
从来源上来看,各地雾霾的成因大不相同:
我国东北地区的雾霾通产伴随着供暖期而出现,通过对雾霾成分的分析,发现霾中不完全燃烧的煤及其杂质占了很大一部分。而东北地区风量大,气候干燥的特点造成了霾明显而雾少的情况。伴随着供暖季节的结束和冷空气的变化,雾霾随之减轻,主要集中地则变为一些常年的工业区。
‚中部地区,以武汉为例,雾霾多发生于夏秋季节,这与秸秆的焚烧存在极大关系。由于湖北等省份农村沼气改造等程度低,农业上传统的焚烧秸秆等方式依然普遍。随着年限的增长,环境破坏的加剧,加上城市化提高后汽车尾气等,超过空气的自我净化能力而产生霾。此外由于湿度大,雾与霾相伴而生。
ƒ华北地区,尤其是京津冀地区,集中了北方大部分钢铁、煤炭等产业。工业污染本身极为严重,加上华北平原地区风力较小,大气层结稳定;一些地区有降水和地面水汽蒸发的影响,使得近地面空气的相对湿度越来越大;在这种稳定的天气形势下,空气中的污染物在水平和垂直方向上都不容易向外扩散,使得污染物在大气的浅层积聚,从而导致雾霾越来越严重。
  2.2地形地质的显著差异
  地质对雾霾的影响,主要在气流和地形两个方面:(1)气流上来说,东北华北等地雾霾来源较为相似而表现差异巨大,相比东北,华北风力小、空气干燥却靠近地面湿度大。造成了霾产生后形成类似中部的雾霾共生现象却消散能力低于中部地区;(2)地形,在华北则主要受到西部太行山脉高山屏障影响,污染物容易在山前积聚,另外太行山焚风效应造成气流过山下沉增温,空气干燥,降水少,不利于污染物的冲刷净化,下沉气流也不利于污染物的扩散。因此靠近山麓地区霾日相对更多。
3.雾霾区域差异的影响
   雾霾的区域差异,不止造成了各地微观上空气质量、大气成分及气候的影响,还对雾霾的治理工作带来了更多挑战。
  3.1伴随雾霾的元素迁移
   曾有谣言称,雾霾中含有铀、放射碘等物质,带来一定恐慌。其实,雾霾中成分主要是一些质量较轻的元素组成,放射性元素都是元素周期表中靠后的大质量元素,即使煤矿中含有,也无法通过燃烧等方式扩散到空气中。当然,雾霾中仍存在一些对人体极为有害的物质,如硫化物和氮化物。
从北京的检测数据表明,钾、钠、铅硫、锌、钙、硅、等元素含量较高,其中硫、铅等元素主要为化石燃料排放所致、而钾钠钙等为土壤中主要成分,可能是尘土扬起与水气混合而成。而武汉地区的雾霾中,水溶性离子和碳成分较多,还含有一些多环芳香烃、多氯苯等存在致癌风险的有机物。
通过检测可知,便随霾的元素迁移,人类活动产生的一些有害物质也会随之扩散,这些亚微米颗粒在热泳力和湍流沉积作用的双重效果下,在可依靠的接触面会形成沉降层。但又由于微粒间的相互作用和气流的影响下,则会再次悬浮,从而形成了雾霾一天各时间段成分互不相同,外观则表现为颜色反复变化。
  3.2治理方式按区域调整
     由于各地区雾霾产生的原因各不相同,具体环境也差异巨大,故除开减少工业排放、制定政策等通用措施外,还应根据地区采用不同方式:东北地区应该提高煤的利用率,对燃煤的加工细化,减少有害粉尘;‚华中华东等地要控制秸秆的燃烧,且在处理时需根据本地潮湿的特点对症下药;ƒ华北地区在改造产业结构的同时,需根据地形地质条件合理规划产业区域,防止污染的富集。
4.结束语
    尽管雾霾的具体形成机制尚不明确,但人类工业活动是最重要推手。各地区由于地质的不同,雾霾的表现、消散方式、强弱程度都存在巨大差异,在治理时需要根据因地制宜,合理调整产业结构与区域规划,综合资源来还天空一片蔚蓝。
参考文献
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