雾霾成因与防治论文

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1、雾霾成 与防治论文 文稿归稿存档编号：［KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58- 雾霾的成因与防治 专业班级 市场营销专业 1201 学号 姓名 张杰 雾霾的成因与防治 摘要：

2、 历史数据表明，近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋势，且持续性霾 过程增加显 着。从空间分布看, 霾口数呈现东部增加西部减少趋势。其中，珠三角地区和长三角地区 增加最快。2013年我国中东部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气，给人们生产生活造 成了严 重影响。随着时间的推移，轻雾、雾和霾的范围逐渐加大、程度逐渐加剧；特别是 北京天津等地 雾霾连续数日，严重的影响了市民的生活质量。对此，我决定以 2013年雾霾天气为对象，对其成 因和其成分分析及防治问题进行研究，从而建立解决此类问题的模 型。 关键词： 雾霾成因PM 2.5静稳天气大气气溶胶 引言： 雾霾是秋冬季常见的天气现象。

3、雾和霾虽同为视程障碍物，但二者之间却有很大差 另黑雾是 空气中的水汽凝结现象，是自然的天气现象，和人为污染没有必然联系；霾是排 放 到空气中的尘粒、烟粒或盐粒等气溶胶的集合体，是大气污染所导致。两者可从空气 湿度上作出 大致判断，通常在相对湿度大于 90%寸称之为雾，小于80%寸称之为霾，80%? 90%:问则为雾霾混合物。雾和霾在一天之中可以变换角色，也可能在同一区域内有些地 方是霾有 些地方为雾。当雾和霾同时存在，且区域性能见度低于10公里的空气普遍浑浊 现象被称为“雾霾” 天气。由于能见度的降低不仅有“积极”参与的云雾滴的作用，还有 气溶胶粒子的贡献，且其中 的细粒子排放主要

4、来自人类活动，因此雾霾不是纯粹的白然现 象，雾霾天气的出现是气象问题， 更是环境问题。 2013年1-10月，我国中东部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气，其影响范 围、持 续时间、雾霾强度历史少见。雾青区天气导致空气质量和能见度下降，造成呼吸系统 和过敏等疾病 的发病率增加，高速公路封闭，航班延误或取消，给人民群众的身体健康和 生活造成严重影响。 本文就2013年雾霾天气的待点、出现原因、目前对大气污染已经采 取的措施，以及未来如何应对 等问题进行了探讨。 正文： 历史数据表明，近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋势，且持续性霾过程增加显 着。从空间分布看，霾日数呈现东部增加西

5、部减少趋势。其中，珠三角地区和长三角地区 增加最 快。随着时间的推移，轻雾、雾和霾的范围逐渐加大、程度逐渐加深。霾的组成成 分非常复杂， 包括数百种大气化学颗粒物质。如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有 机气溶胶粒子、燃料 和汽车尾气等，对人体健康和生态环境都有很严重的影响。那么，雾 霾的成因是什么？对环境和 人体有何影响？对于我们居民来说，应如何防治？政府及相关 环保部门应如何应对？我们对化石 燃料燃烧而产生的二氧化氮.一氧化氮等氮氧化物对环境产生的影响的防治有什么深刻的认识？ 一.雾霾天气的成因 2013年我国出现多次大范围的雾霾天气过程，是有利于雾霾产生的气象条件和由于人类

6、活动 造成的不断增加的污染物排放共同作用的结果。 1.大气环流异常导致静稳天气多，有利于形成雾霾 静稳天气是指当大范围近地面大气层持续或超过 24小时出现气压场较均匀、静风或风速较 小的天气。在静稳天气条件下，湍流受到抑制，特别是当逆温层出现时，低空中的水 汽和颗粒物 不易扩散，极易形成雾霾天气。 静稳天气在秋冬季更易出现。2013年1月大气环流异常而导致静稳天气偏多，为大范 围持续 雾霾天气的出现提供了有利条件 1月份，西北利亚地区冷高压异常偏弱，北半球 西风指数较常 年明显偏大，表明高空西风分量较强，环流比较平直，纬向型环流较弱，不 利于引导极地冷空气 进入我国；中东部大部

7、地区的海平面气压值较常年偏小 1? 5hpa （百 帕），处于弱气压梯度区， 地面风速不大，垂直和水平方向扰动小，静风和小风天气多， 形成持续静稳天气。气象资料分析 表明， 2013 年 1 月我国中东部大部地区稳定类天气出现 的频率较常年明显偏多，其中华东地区为 56.5%、华南 57.3%、西南 63. 7%,而华北地区高 达 64. 5%,与 2006年并列为近 10年最高。加之 南方暖湿气流相对较强，上述地区近地面空 气湿度大，因此出现大范围持续雾霾天气。 2. 我国大气气溶胶浓度高有利于形成雾霾 我国大气气溶胶浓度在世界范围来说处于较高水平，有利于催生雾霾天气的形成。大

8、气气溶 胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称，主要包括沙尘、碳（有机碳和黑 碳）、硫酸盐、 硝酸盐、钱盐和海盐等六大类。我国各地大气气溶胶有不同的时空分如特 点。冬季北方地区燃煤 采暖、春秋季农村地区秸秆焚烧都会造成碳气溶胶的浓度明显增 加；春季，西部地区受沙尘天气 影响，以沙尘气溶胶为主。我国华北地区工业相对比较发 达，排放的二氧化硫较多，由于气温高 可加速二氧化硫转化为硫酸盐，所以夏季华北地区 硫酸盐气溶胶浓度较其他季节和地区都高。因 城市汽车使用量大大高于农村，所以城市中 硝酸盐和硫酸盐气溶胶浓度大大高于农村。气溶胶中 空气动力学当量直径在 10微米以下的 颗粒物称为

9、 PM10, 2. 5 微米以下的称为 PM2. 5. Aaron 利用 Terra 卫星遥感数据反演得到全 球PM2. 5浓度分布，结果表明全球大部分地区年均 PM2. 5浓度< 10微克/立方米，而在我国 中 东部地区则达到 60-90 微克 / 立方米，部分地区甚至 >100微克 / 立方米，明显处于较高水 平；我国 PM10的浓度也远高于欧美地区。近年来，由于煤炭消耗量和机动车数量增长等因 素，我国气溶胶 浓度不断上升， 1995 年到 2012 年，二氧化硫排放总量已由 1.89X107t （吨）增加到 2. 12X107t<, 大量研究表明，气溶胶中PM1解口 PM2

10、. 5的浓度与能见度密切相关。有研究证明，济南 能见 度与PM10 PM2.5浓度的相关系数分别达到-0.622、-0. 694,当PM10 PM2. 5浓度上 升时，能 见度将明显下降。能见度降低的主要原因是颗粒物对光的散射和吸收效应，并由 于散射作用减小 了目标物与天空背景之间的对比度而造成。大气气溶胶中，起散射作用的 主要是粒径为 0. 1-1 微米的细粒子，对光的吸收效应儿乎全部是由黑碳和含有黑碳的颗粒所 引起。由此可见，气溶胶 浓度对能见度的影响非常大，我国气溶胶浓度高是雾霾天气多发 的主要原因，而冬季北方地区采 暖燃煤释放的大量黑碳则加剧了雾霾的形成。 3. 雾霾天

11、气使近地层大气更加稳定，加剧雾霾发展 大气中污染物和雾霾相互影响和作用，其主要媒介是气溶胶 [ 9] 。雾霾中污染物的加 入显 着改变了气溶胶浓度，可促进水汽凝结，形成更多的云雾滴，水汽凝结时释放的潜热 又有利于雾 区的抬升和扩展；另一方面，云雾滴和气溶胶的增加将更多的太阳辐射反射、 散射回大气中，使 到达地面的辐射减少，地面气温下降，大气层结稳定度增加，造成每口 正常排放和转化的气溶胶 粒子更易在近地层大气中集聚，能见度进一步降低。由此可见， 气溶胶的增多通过影响近地面层 动力和热力场，对雾殛的发展起正反馈作用。 4. 气溶胶二次反应导致污染物浓度增高 气溶胶按照形成过程可分

12、为一次气溶胶和二次气溶胶。人类活动产生的污染源排入大 气中， 其中二氧化硫、碳氢化合物、氮氧化合物等一次气溶胶通过化学反应和气粒转化过 程，形成硫酸 盐、硝酸盐和氯化物等新的比较稳定的颗粒，即二次气溶胶。大量观测数据 表明，大气中二次气 溶胶对 PM2. 5 浓度的贡献很大，大气污染物中有近 5 成的颗粒物来自于 二次反应。二次气溶胶 参与形成更多的云（雾）滴，使本已严重的大气污染状况变得更为 复杂，雾霾天气更严重。 5. 空气中悬浮颗粒物的增加。 随着城市人口的增长、机动车辆猛增，污染物排放和悬浮物大量增加，直接导致了能 见度降 低。实际上，家庭装修中也会产生粉尘“雾霾”，室内

13、粉尘弥漫，不仅有害于工人 与用户健康， 增添清洁负担，粉尘严重时，还给装修工程带来诸多隐患。除了气象条件， 工业生产、机动车尾 气排放、冬季取暖烧煤等导致的大气中颗粒物 （包括粗颗粒物PM1侪口细颗粒物PM2.5）浓度增加, 是雾霾产生的重要因素。如今很多城市的污染物排放水平已 处于临界点，对气象条件非常敏感， 空气质量在扩散条件较好时能达标，一旦遭遇不利天 气条件，空气质量和能见度就会迅速下滑。 二 . 雾霾的影响 雾霾对公路、铁路、航空、航运、供电系统、农作物生长等均产生重要不良影响。 雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，其中直接有害人体健康的主要是，是指大气 中直径 小于

14、或等于 2. 5 微米的颗粒物， 也称为。 被吸入人体后会直接进入支气管， 干扰肺 部的气体交换， 引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。而在雾霾天气时，城 市中空气污染物不易扩 散，空气中往往会带有细菌和病毒，极易导致传染病扩散和多种疾 病发生。雾中水分的作用加重 了二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等物质的毒性，危害人体 健康。尤其冬季遇雾、霾天气时，若 空气污染严重可能形成烟尘或黑色烟雾等毒雾，严重 威胁人的生命和健康。 三 . 雾霾的防治 雾霾的治理，是一项综合性、系统性的工程。 1 . PM2 5等微粒，是污染大气的主要‘物质，也是很好的凝结核。而大气中的水 分，具有

15、吸 收、粘结、固定‘微粒’的功能。因此，人工向空中输送“水分”，改善区域 小气候，是净化大气、 影响成云致雨的天气形势，是治理区域大气污染的有效方法。 人工主动干预生态天气系统，以大气运动为条件，水分为因子，从水循环的 ‘水分’开 始调控；降落地表的宏观水分，增加地表面的湿度，固定粉尘；水汽蒸发的微观 '水分’，增加大气的密度，改变空中大气的物理状态；地理空间的宏观、微观’水 分’，加大天地之间的‘物理量’，形成天地之间降水的‘同位素’条件交互耦合反馈成 云致雨的天 气系统。人工水汽，随着气流上升运动，紊乱扩散混合，增加空间大气的密 度，水分发生随机性 的自组织的混沌的内外潜热的交换

16、，复杂多变的温度、气压的变化， 连续的物质、能量的转化， 混乱的热力结构、动力结构和势能、动能的改变，通过涨落，空气中水分在“露点”饱和、凝结、 相变，沾附在凝结核上，产生云滴或冰晶，涌现出新 的“信息”物质的云层结构，水分子从无形 体的微观气态水混乱运行的形态，到宏观实体 物质降水粒子的状态转化。 以人工主动干预的科学技术手段，空中水分降尘，成云致雨、降水净化大气的机 制。 可以在很大程度上降低空气中总悬浮颗粒数，改善雾霾天气，达到治理的目的。 2 .对政府而言，加强环保立法，完善法律制度才是解决包括雾霾在内的大气污染的根 本途 径。可以修改《环境保护法》及《大气污染防治法》等相

17、关环保法律。改善落后的生产生活方式。 大力推广新型能源，提高环保意识从源头上减少污染物的排放。 3 .从能源消耗产业结构的关系考察，2013年我国能源消耗总量为34. 8亿吨标准煤，其 中 7氓是工业部门消耗的，24.3亿吨，排放的二氧化碳总量为 61. 9亿吨。其中，冶金、建材、火 力发电、石油炼化、化工、重型装备制造等六大行业消耗的能源又占工业总能耗的 79%所以工 业废气排放是形成雾霾的主要源头。为此，国家一定要加大对工业部门的监管力 度，在保证经济高效快速发展不受影响的前提下，尽量减少对化石燃料的使用，或加大对燃 料燃 烧废气的加工和处理，降低化石燃料占一次能源的比重，增加清洁

18、能源占一次能源的比 重。 4 .从工业布局考察，我国的重化工业主要集中在华北、东北和西北地区。华北地区高耗 能 的钢铁工业的比重过高，仅河北省的粗钢生产能力约占全国的六分之一，而且中小钢铁企 业数量 多，能耗高。所以，必须优化钢铁工业布局，减少华北地区的钢铁产能，逐步关停那 些能效低， 污染大的中小型钢铁企业。提高燃料使用效益，从而降低化石燃料的燃烧和废 气排放。减少空气 中氮氧化物的含量，以减轻雾霾对城市和人体的影响。 5 .另外对于汽车废气这一污染的主要原因，强制安装尾气净化装置可以明显改善尾气排放对 大气造成的的污染。其中三效催化剂（TWC法是净化汽车尾气的有效手段。贵金属

19、（Pt、Pd、Rh） 搭载在A1203或蜂窝陶瓷上，添加适当的助剂，如La、Ce Ba等能够同时 除去机动车尾气中的HC C5口 NO三种污染物的催化剂称为三效催化剂。其中 Pt、Pd对CO HC的氧化脱除具有高活性， 而Rh具有对NO优良的催化还原作用，它能选择地将NO还原为N2而抑制NH3的生成。目前有91% 的Rh用于三效催化剂的制备，Rh资源相当匮 乏，所以无Rh催化剂是现今研究的一个主要目标 口弓I。要使三效催化剂同时有效地脱除 HC CO和NO必须把空燃比A/F控制在氧化还原计量比 14. 6附近，此时三种污染物的 脱除率可达90%U上。当空燃比较低时，CO HC争化不完全，空 燃

20、比较高，导致NOX勺转化率下降。尾气的处理同样治标不治本，尽量使用公共交通出行，使用 清洁能源汽车才能从源头上减少汽车尾气的排放。 四.雾霾天气频发对我们的启示 全国性的环境问题，不断地健康警示，无一不是大自然母亲在向我们发出警告。我们 若想要 健康的生活，就必须善待环境，我们想要和谐社会，就必须要有一个和谐的自然， 环境问题说到 底都是人的问题，人的问题最后总要归结于教育和法制，环境保护需要全民 重视，需要全民参与 参考文献: [1]中国气象局.隹区的观测和预报等级，中华人民共和国气象行业标准 .2010 [2]中国环境监测总站.空气质量状况月报（2013年1月、2013年10月） [3]张小曳.中国大气气溶胶及其气候效应的研究.地球科学进展，2007 [4]张小曳，张养梅，曹国良.北京PM1中的化学组成及其控制对策思考[J].应用气象学 报，2012 [6] 环境保护部 . 全国环境统计公报 （ 1995 年、 2012 年） . [7] 董雪玲 . 大气可吸入颗粒物对环境和人体健康的危害 [J]. 资源产业， 2004 [9] 贾星灿，郭学良 . 人为大气污染物对一次冬季浓雾形成发展的影响研究 [J]. 大气科 学， 2013 [10]刘煜，李维亮，周秀骥.夏季华北地区二次气溶胶的模拟研究[J].中国科学D辑地 球科学， 2005