梁裕敏
[摘要]近年來(lái),我國(guó)浮塵南侵現(xiàn)象日益嚴(yán)重,解決浮塵頻發(fā)的問(wèn)題已然成為環(huán)境保護(hù)的重心。通過(guò)閱覽文獻(xiàn),了解到我國(guó)浮塵頻發(fā)的起塵地多在西北干旱、半干旱區(qū)域,且浮塵的影響范圍極廣,并不局限于起塵區(qū),而是能通過(guò)浮塵的遷移,最南可以影響到我國(guó)廣東沿海地帶,最東甚至可以影響到北美洲的西海岸。此外,浮塵也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生影響,能夠影響光照時(shí)間、破壞植物的光合作用,對(duì)人體呼吸道等也有不良影響。
[關(guān)鍵詞]浮塵;南侵;現(xiàn)狀
[中圖分類號(hào)]X32 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
1 浮塵定義
浮塵(airborne dust,aeolian dust)是指在風(fēng)力和地表熱力的作用下,裸露在地表的土壤均勻地懸浮在空中的天氣現(xiàn)象;浮塵發(fā)生時(shí),空中的水平能見(jiàn)度在1~10km范圍 ,一般情況下,處于無(wú)風(fēng)或風(fēng)速≤3m/s或5.5m/s狀態(tài)。浮塵往往由揚(yáng)沙(dust emission)或沙塵暴(sand and dust storm)引起。沙塵暴是指空氣渾濁,伴隨著風(fēng)速≥17.2m/s的大風(fēng),能見(jiàn)度小于1km的天氣現(xiàn)象。揚(yáng)沙的能見(jiàn)度處于沙塵暴和浮塵之間,在1-10km的范圍內(nèi),伴隨著風(fēng)速≥5.5m/s的小風(fēng)。
經(jīng)國(guó)外學(xué)者研究,統(tǒng)一認(rèn)為直徑一樣的大氣顆粒物,它們的性質(zhì)也相同;并將大氣顆粒物的分類標(biāo)準(zhǔn)定位直徑。懸浮顆粒物(SPM)指的就是微粒長(zhǎng)時(shí)間停留在空氣中并不降落。總懸浮顆粒物(TSP)就是指長(zhǎng)時(shí)間停留在空氣中而不降落的顆粒物的總量,它們的形態(tài)可以是固體,也可以是液體,通常情況下直徑小于100μm。對(duì)于總懸浮顆粒物而言,它們的直徑有一個(gè)重要的分界點(diǎn),即10μm。降塵就是指直徑大于10μm的空氣顆粒物,因其重量較大難以長(zhǎng)時(shí)間的懸浮在空中,進(jìn)而在自身重力的作用下自然沉降到地面。飄塵則是指具有同樣粒徑(10μm)的球體,但是重量較輕因而可以長(zhǎng)期漂浮在大氣中的顆粒物。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)顆粒物的直徑小于10μm時(shí),它可以輕松躲開(kāi)人體保護(hù)組織的攔截,順利通過(guò)氣流進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng),這種情況極易使人產(chǎn)生肺部感染等疾病,嚴(yán)重危害人們的呼吸道,就曾有因顆粒物感染而導(dǎo)致大片人群感染的事件。學(xué)者們將這些可以躲開(kāi)人體過(guò)濾系統(tǒng)的空中懸浮物稱之為 “可吸入顆粒物”(IP),用PM10表示。更有甚者,比PM10直徑更小的PM2.5,它的直徑小于2.5μm,它可觸及的身體系統(tǒng)已經(jīng)深入到人體的肺部組織和血液組織,對(duì)人體體質(zhì)損壞更大。為此,美國(guó)環(huán)境署(US-EPA)、英國(guó)環(huán)境局(UK-EU)及世界衛(wèi)生組織(WHO)為保護(hù)人們生產(chǎn)生活環(huán)境以及防止環(huán)境進(jìn)一步惡化,為PM10和PM2.5制定了嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)。1996年,在參考了英國(guó)、美國(guó)、世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)后,我國(guó)也頒布了符合空氣中PM10和PM2.5國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn),即《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095 - 1996),明確規(guī)定了我國(guó)空氣中PM10的容許標(biāo)準(zhǔn),并要求空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)在對(duì)PM10進(jìn)行測(cè)算時(shí)采取統(tǒng)一指標(biāo)。根據(jù)上面所表明,浮塵就是指在空氣中顆粒物直徑小于10μm,并且能夠在空中長(zhǎng)期漂浮的懸浮微粒。
2 浮塵源區(qū)
我國(guó)浮塵的高發(fā)地帶主要是西北部干旱、半干旱區(qū)域,起塵區(qū)也集中在西北干燥沙漠地帶。從時(shí)間規(guī)律來(lái)看,我國(guó)浮塵在華北地區(qū)一帶多發(fā)生于春季,一般集中在三月、四月、五月這三個(gè)月份;西北沙漠區(qū)的沙塵天氣則多分布于春夏季節(jié),其中3~6月份為發(fā)生的高峰期,新疆塔里木盆地周圍高峰期時(shí)間更長(zhǎng),集中在3~8月份。
但是,我國(guó)空中的浮塵并非全部源于我國(guó)西北部干旱地區(qū)。中東和外蒙古作為全球的重要起塵區(qū),與中國(guó)相鄰,它們本地的起塵,在西風(fēng)漂流等方面的影響下也會(huì)進(jìn)入我國(guó)境內(nèi),使我國(guó)受到浮塵的影響。
3 浮塵的作用
浮塵是常見(jiàn)的災(zāi)害性天氣。它能帶來(lái)有害物質(zhì)進(jìn)而污染大氣、破壞水源,大量浮塵在空中漂浮使得能見(jiàn)度降低,縮短光照時(shí)間,惡化光照質(zhì)量,浮塵降落到土壤上改變土壤性質(zhì),浮塵落在葉片上,使得葉片蒙上一層塵埃進(jìn)而抑制植物的呼吸作用和光合作用,影響植物的生長(zhǎng)和品質(zhì),更有甚者侵入人體呼吸道,直接危害人類的身體健康。
近年來(lái),人們發(fā)現(xiàn)浮塵是大尺度氣候變化連鎖反應(yīng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。它參與了冰川融化、土壤酸堿化,生物交流,太陽(yáng)能輻射平衡、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)。
4 浮塵侵?jǐn)_界限研究結(jié)果
浮塵向何處運(yùn)動(dòng),是否有規(guī)律可循?理論上講,浮塵隨氣流而運(yùn)動(dòng),受氣壓和氣溫變化的影響,因此,西風(fēng)環(huán)流、冷暖氣團(tuán)前進(jìn)的方向,常常是浮塵的遷移方向。
來(lái)自西北、內(nèi)蒙的浮塵,在西風(fēng)環(huán)流的控制下,周期性地沿經(jīng)度方向向東略過(guò)我國(guó)北方廣大地區(qū),波及到朝鮮半島和日本,甚至遠(yuǎn)達(dá)北美洲的西海岸,對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。
我國(guó)內(nèi)陸大氣緯向運(yùn)動(dòng)的速度和方向,受蒙古高壓、太平洋暖高壓、阿留申低壓和印度洋低壓四個(gè)氣壓系統(tǒng)的控制。每當(dāng)冷空氣南侵時(shí),夾帶著浮塵南下,影響南方地區(qū)。近年來(lái),南方各省環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重,人們開(kāi)始關(guān)注南侵浮塵對(duì)環(huán)境的影響。實(shí)際上,浮塵南侵在人類有文字記載以前就開(kāi)始了。根據(jù)對(duì)第四紀(jì)沉積物的研究,晚更新世晚期浮塵曾廣泛南侵,沉積了下蜀黃土、成都粘土。這些風(fēng)成物主要集中在北緯29~31度之間,最南可達(dá)湖南沅江市的華田鄉(xiāng),再向南至北緯28度是風(fēng)積和沖積的混合物。說(shuō)明古浮塵至少可沉積到湖南的韶山、瀏陽(yáng)大瑤一線。當(dāng)時(shí)浮塵頻繁侵入的地區(qū),屬于干冷的氣候環(huán)境,距今超過(guò)11000年。
湖南無(wú)論過(guò)去和現(xiàn)在都是北方浮塵的侵?jǐn)_區(qū)。沅江和安鄉(xiāng)出露有大片下蜀黃土,說(shuō)明晚更新世以來(lái),湖南北部是北方浮塵沉積的主要地區(qū)。近代以來(lái),湖南仍然是北方浮塵南侵的區(qū)域之一,南下廣州、南海的浮塵需要過(guò)境湖南,同時(shí),衡山(1269m)也曾觀測(cè)到來(lái)自北方的浮塵。不僅如此,湖南南部是東西走向的南嶺,同時(shí)具有向北開(kāi)口的簸箕型地形,有利于阻擋北方南下的冷氣團(tuán),易于延長(zhǎng)浮塵的滯留時(shí)間。例如:2009年4月23日~4月28日、2012年3月19日~3月25日,浮塵南侵至湖南并在長(zhǎng)沙停滯后,進(jìn)而繼續(xù)南下直接侵襲廣州、香港等珠江三角洲地區(qū)。
全新世以來(lái),氣候發(fā)生了變化。現(xiàn)代浮塵南侵的區(qū)域及對(duì)大氣環(huán)境的影響,成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。長(zhǎng)江沿線的成都 (104.07?E,30.67?N)、重慶 (106.45?E,29.57?N),武漢 (114.32?E,30.52?N)、南京 (118.78?E,32.05N)、上海 (121.43E,34.50N)及東海的花鳥(niǎo)島(30.86?N, 122.67?E)頻繁、周期性遭受現(xiàn)代北方浮塵的侵?jǐn)_。其中,武漢從2010年至2012年被入侵13次(冬季6次,春季5次),最長(zhǎng)的一次(2011年4月)持續(xù)9天。
更強(qiáng)的浮塵,可以南侵至廣州(113.23?E,23.17?N)、香港(114.10?E,22.20?N)、臺(tái)灣(東沙),甚至到達(dá)中國(guó)的南海,在西沙群島的東島(16?39-41',東經(jīng)112?43-45')就發(fā)現(xiàn)有1400年以來(lái)的浮塵沉積物,例如:在2010年3月20日~3月22日、2014年5月25日~5月30日我國(guó)南部就受到了來(lái)自北方強(qiáng)烈浮塵的影響,浮塵到達(dá)上海后,繼續(xù)南下侵?jǐn)_安徽南部、浙江、福建、江西北部,甚至影響至臺(tái)灣省以及北部海面。
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