□李 林，李 斌，劉惠青，常文英

( 1.山西廣播電視大學(xué)，山西 太原 030027; 2.山煤集團(tuán)山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西 左云 037104)

霾的成因及治理措施

□李 林1，李 斌2，劉惠青1，常文英1

( 1.山西廣播電視大學(xué)，山西太原030027; 2.山煤集團(tuán)山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西左云037104)

近年來(lái)，我國(guó)多次爆發(fā)大面積的霾事件。究其原因，霾的發(fā)生與加劇主要與大量的PM2.5的排放有關(guān)，氣態(tài)污染物如SO2、NOX等也具有很大貢獻(xiàn)。此外，不利的氣候變化也促進(jìn)或影響霾天氣的發(fā)生。通過(guò)對(duì)霾成因的分析，提出一些針對(duì)性較強(qiáng)的措施，首先合理規(guī)劃工業(yè)布局，充分利用清潔能源，加強(qiáng)民眾的環(huán)境教育，制定嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和禁排舉措，從而提高防霾治霾的有效性。

霾；成因；PM2.5；治霾措施

近年來(lái)，我國(guó)大部分地區(qū)在秋冬季節(jié)多頻次爆發(fā)大面積的霾事件，而且霾發(fā)生的次數(shù)大有持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，這已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。2013年1月，我國(guó)發(fā)生四次大面積霾天氣，影響到全國(guó)30個(gè)城市[1]，2014年11-12月和2015年1月，共發(fā)生11次大范圍、持續(xù)性霾過(guò)程。SONG等[2]調(diào)查了1961-2012年我國(guó)664個(gè)氣象局霾天氣的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示我國(guó)東部霾發(fā)生的天數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于西部，其中中東部大部分地區(qū)霾發(fā)生的年均天數(shù)為5-30 d，甚至超過(guò)30 d，而且霾發(fā)生的天數(shù)每十年以1.7 d的趨勢(shì)增長(zhǎng)。根據(jù)2016年中國(guó)環(huán)境公報(bào)報(bào)告，全國(guó)338個(gè)城市全年共發(fā)生重度污染2464天次，嚴(yán)重污染784天次，其中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)占重度污染天數(shù)及以上的80.3%。國(guó)家環(huán)保部的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可見，2016年12月20日我國(guó)中東部地區(qū)出現(xiàn)面積達(dá)188萬(wàn)km2的灰霾，其中，重霾面積達(dá)92萬(wàn)km2，占灰霾面積比例的49%。當(dāng)日全國(guó)空氣質(zhì)量日均值達(dá)到重度及以上污染的城市達(dá)90個(gè)，僅京津冀及周邊地區(qū)就有54個(gè)，超過(guò)總數(shù)一半之多。霾事件持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、污染程度之強(qiáng)、影響范圍之大，不僅改變了地球的輻射平衡，破壞了森林和莊稼，污染了河流湖泊[3]， 而且還給城市居民的出行以及身心健康帶來(lái)嚴(yán)重影響。

一、霾的嚴(yán)格定義

根據(jù)氣象標(biāo)準(zhǔn)-霾的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)(QX/T113-2010)的定義，霾(或稱灰霾，Haze)是一種可產(chǎn)生視程障礙的天氣現(xiàn)象，具體來(lái)說(shuō)是指大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10.0 km的空氣普遍渾濁的現(xiàn)象[4]。這些干塵粒主要為塵粒、煙粒和鹽粒等，其集合體構(gòu)成了霾[5]。在實(shí)際生活中霧常和霾同時(shí)出現(xiàn)， 稱為霧霾天氣或事件。其實(shí)，從氣象學(xué)的角度辨析，霧和霾分屬于不同的概念和現(xiàn)象。霧(Fog)是大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能見度小于1.0 km的天氣現(xiàn)象[6]。霧僅僅造成視程障礙，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒害。因此，本文僅對(duì)霾及其成因、危害及治理措施作一綜述。

二、霾的成因

(一)霾與PM2.5的關(guān)系

大量研究表明，我國(guó)霾天氣的產(chǎn)生和惡化與PM2.5有著密不可分的關(guān)聯(lián)。劉俊儀等[7]研究指出大量的PM2.5的產(chǎn)生會(huì)引發(fā)并加劇霾天氣，而霾天氣的形成又導(dǎo)致PM2.5的聚集。PM2.5和PM1分別指的是空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于2.5 μm和1 μm的顆粒物，其中PM1的質(zhì)量濃度約占PM2.5的60%[3]。霾天氣最直觀的特征是大氣能見度下降，其主要原因是空氣中的PM2.5通過(guò)散射和吸收對(duì)光線產(chǎn)生了消光作用，從而阻止了空氣的透明度。顆粒物的消光作用與顆粒物的粒徑、形態(tài)等密切相關(guān)。比如PM2.5中直徑在0.4-1 μm之間的顆粒具有最強(qiáng)的消光作用(可見光的波長(zhǎng)在0.4～0.7 μm之間)[3]。由此判識(shí)霾發(fā)生的依據(jù)之一是PM2.5的質(zhì)量濃度超過(guò)75 μg/m3或PM1的質(zhì)量濃度超過(guò)65 μg/m3[4]。霾的形成還與PM2.5的數(shù)量濃度有關(guān)。所謂數(shù)量濃度是指單位體積空氣中所含顆粒物的數(shù)量個(gè)數(shù)。PM2.5的數(shù)量濃度越大，表明越多的PM2.5參與了可見光的散射或折射作用。比如，當(dāng)PM2.5的數(shù)量濃度達(dá)3500 cm-3就會(huì)出現(xiàn)輕霾，當(dāng)PM2.5的數(shù)量濃度超過(guò)15,000 cm-3時(shí)大氣能見度急劇下降從而導(dǎo)致大面積地區(qū)霾污染[3]。

(二)霾與NOx、SO2等氣態(tài)污染物的關(guān)系

氣態(tài)污染物如NOx、SO2等對(duì)霾的形成或加劇也作出了貢獻(xiàn)。方寧杰等[8]指出SO2或NOX這些氣態(tài)污染物被吸附在具有較大的比表面積的超細(xì)顆粒物上，并與其表面的活性基發(fā)生反應(yīng)，生成粒徑約為1μm的消光性極強(qiáng)的粒子，從而引發(fā)霾現(xiàn)象，這一現(xiàn)象稱之為“顆粒物的熟化”[3]。通過(guò)熟化過(guò)程，氣態(tài)污染物在大氣中的分布狀況不僅發(fā)生改變，而且顆粒物本身的理化性質(zhì)和化學(xué)成分也發(fā)生了變化。例如，超細(xì)顆粒物CaCO3本身的消光能力很弱，但與酸性氣體SO2和NOx反應(yīng)后生成的CaSO4和Ca(NO3)2顆粒具有很強(qiáng)的吸濕性，從而成長(zhǎng)為具有較強(qiáng)消光作用的致霾顆粒[3]。鐘史明[9]認(rèn)為人為排放的NOx、SO2等被大氣氧化劑(如O3)氧化生成的二次PM2.5是嚴(yán)重霾天氣的主兇，并通過(guò)分析2013年北京大學(xué)氣象站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)佐證了上述結(jié)論?？梢姡瑹o(wú)論是何種氣態(tài)污染物，都是以初級(jí)粒子為載體，通過(guò)異質(zhì)反應(yīng)生成次級(jí)粒子(即二次PM2.5)，從而達(dá)到致霾目的。

綜上，由于顆粒態(tài)或氣態(tài)大氣污染物的理化性質(zhì)較復(fù)雜、時(shí)空分布較廣泛，致霾因子或影響因素又較多，因此，霾的形成機(jī)理還需要進(jìn)一步科學(xué)論證。

(三)霾與氣候條件的關(guān)系

不利的氣候條件會(huì)促使或加重霾天氣的發(fā)生。換句話說(shuō)，污染是導(dǎo)致霾的主因，而不利氣象條件是霾發(fā)生的誘因或外因。SONG等[2]收集了1961-2012年664個(gè)氣象站有關(guān)霾發(fā)生的天數(shù)、降水天數(shù)、平均風(fēng)速天數(shù)和強(qiáng)風(fēng)天數(shù)、微風(fēng)天數(shù)等數(shù)據(jù)，通過(guò)分析其相關(guān)性后指出均風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)天數(shù)下降而微風(fēng)的天數(shù)增加，會(huì)導(dǎo)致污染物擴(kuò)散能力下降，從而使霾發(fā)生的頻次更多。王詠梅等[10]認(rèn)為1961-2013年期間山西省的各個(gè)城市的霾和煙幕出現(xiàn)天數(shù)較多的原因除主要與人類活動(dòng)排放的大氣污染物數(shù)量增加以外，還與該時(shí)間段厄爾尼諾事件的發(fā)生以及冬季氣溫偏高具有較好的相關(guān)關(guān)系。Zhang等[11]認(rèn)為大氣能見度與風(fēng)速成正比，與相對(duì)濕度和主要污染物量成反比。Zhuang等[3]則分析了氣象條件影響霾的原因，他認(rèn)為環(huán)境因素會(huì)影響氣態(tài)污染物與塵顆粒之間的異質(zhì)反應(yīng)。

三、霾治理措施的建議

(一)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展和利用清潔能源

我國(guó)是一個(gè)多煤、貧油、少氣的國(guó)家，資源分布很不均衡，能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭為主。一次生成的PM2.5主要來(lái)自煤炭等石化能源的燃燒，因此，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)化石能源的清潔利用效率尤為重要。同時(shí)促進(jìn)清潔能源比如天然氣、太陽(yáng)能和風(fēng)能的充分利用對(duì)于減少來(lái)自化石燃料的大氣污染更是有效的途徑。

(二)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)力量，強(qiáng)化監(jiān)測(cè)體系建設(shè)

目前，我國(guó)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-2012)中PM2.5的年均和小時(shí)限值分別為35 μg/m3、75 μg/m3，而世界衛(wèi)生組織發(fā)布了PM2.5的長(zhǎng)期濃度控制在10 μg/m3，短期濃度控制為25 μg/m3的指導(dǎo)數(shù)值[3]。這對(duì)于我國(guó)各地要想滿足世界衛(wèi)生組織發(fā)布的指導(dǎo)值仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。一方面，要切實(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，完善監(jiān)測(cè)體系的建設(shè)。另一方面，由于霾污染隨著地區(qū)和功能區(qū)不同所呈現(xiàn)的毒性也不同，應(yīng)從多方面入手進(jìn)行PM2.5源解析以及污染暴露與人體健康之間關(guān)系的科學(xué)研究，從而提出合理的預(yù)防污染的措施或建議。

(三)加強(qiáng)公民的環(huán)境教育，制定嚴(yán)格的禁排措施

逐步使環(huán)境教育制度化。[12]通過(guò)媒體的宣傳，對(duì)管理者和公民進(jìn)行思想教育和疏導(dǎo)，使他們認(rèn)識(shí)到霾的危害及治霾的緊迫性，認(rèn)識(shí)到治霾人人有責(zé)，使大家都擔(dān)負(fù)起社會(huì)責(zé)任，從“我”做起，選擇綠色出行方式，少開一天車，減少汽車尾氣排放。同時(shí)，政府通過(guò)修訂《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《霾預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》，出臺(tái)和全面落實(shí)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》([2013]37號(hào)文)(簡(jiǎn)稱《大氣十條》)等方式加強(qiáng)了防霾治霾的法律建設(shè)，根據(jù)空氣重污染應(yīng)急預(yù)案，制定嚴(yán)格的強(qiáng)制性禁排措施。一旦出現(xiàn)重污染天氣，當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)排污單位必須減產(chǎn)來(lái)減少排污，黨政機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位帶頭停駛公務(wù)用車，限制公車和私家車的出行等。此外，各級(jí)政府還加大了污染治理投入力度，從2010年起全國(guó)大氣污染治理資金逐年提升，到2014年，年投入資金約為337.5億元，同比增長(zhǎng)14.99%[5]。

總之，霾事件已引起了政府和各級(jí)部門以及社會(huì)各界的高度關(guān)注。2017年1月中國(guó)生態(tài)文明研究與促進(jìn)會(huì)將“各方采取有力措施應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間、大范圍霧霾問題”發(fā)布為“2016年度中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)十件大事”之一，以此推動(dòng)霾的綜合治理。事實(shí)是通過(guò)多方努力，我國(guó)在大氣污染治理方面已經(jīng)取得一定的成效。但即便如此，我國(guó)大氣質(zhì)量依然面臨嚴(yán)峻的形勢(shì)，根據(jù)多年環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)顯示，我國(guó)區(qū)域PM10及PM2.5污染負(fù)荷仍然很高，特別是北方冬季重污染問題依然十分突出，因此，防霾治霾仍任重而道遠(yuǎn)。

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FormationofHazeandItsPreventionMeasures

LiLin1,LiBin2,LiuHuiqing1,ChangWenying1
(1.ShanxiTVUniversity,Taiyuan,Shanxi, 030027; 2.ShanxiPulongwanCoalIndustryCO.Ltd,Zuoyun,Shanxi, 037104)

In recent years, a large number of haze events have occurred in china. The reason why haze has occurred and aggravated is mainly related to the amount of PM2.5emissions, and gaseous pollutants, such as SO2, NOX, have also great contribution to the occurrence of haze. In addition, unfavorable climate change has promoted or affected the occurrence of haze weather. Some targeted measures of the prevention and control of the haze, including reasonable industrial layout, the full use of clean energy, people's ideological education, strict emission standard and the row measures, have been proposed in order to improve the effectiveness of the haze prevention and control.

haze; cause; PM2.5; measures of tackling haze

2017—09—04

李 林(1970—)，女，山西懷仁人，山西廣播電視大學(xué)，講師，博士；李 斌(1979—)，男，山西懷仁人， 山煤集團(tuán)山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，助理政工師；劉惠青(1965—)，女，山西臨汾人，山西廣播電視大學(xué)，副教授，碩士；常文英(1971—)，女，山西晉城人，山西廣播電視大學(xué)，講師。

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B

1008—8350(2017)04—0097—03

本文責(zé)編：董 娜