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        基于區(qū)域地質(zhì)環(huán)境下霧霾成因的分析

        2015-05-11 01:46:20郎鐸唐雅婷周建磊劉紫嫣陳康俊
        關(guān)鍵詞:華北地區(qū)華北霧霾

        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)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王珊,修天陽(yáng),孫揚(yáng),孟小絨,徐軍昶.1960—2012年西安地區(qū)霧霾日數(shù)與氣象因素變化規(guī)律分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014,01:19-26.

        [2]張人禾,李強(qiáng),張若楠.2013年1月中國(guó)東部持續(xù)性強(qiáng)霧霾天氣產(chǎn)生的氣象條件分析[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2014,01:27-36.

        [3]趙秀娟,蒲維維,孟偉,馬志強(qiáng),董璠,何迪.北京地區(qū)秋季霧霾天PM_(2.5)污染與氣溶膠光學(xué)特征分析[J].環(huán)境科學(xué),2013,02:416-423.

        [4]張小曳,孫俊英,王亞強(qiáng),李衛(wèi)軍,張薔,王煒罡,權(quán)建農(nóng),曹國(guó)良,王繼志,楊元琴,張養(yǎng)梅.我國(guó)霧-霾成因及其治理的思考[J].科學(xué)通報(bào),2013,13:1178-1187.

        [5]吳博.霧霾協(xié)同治理的府際合作研究[D].華中師范大學(xué),2014.

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