雾霾的研究报告(关于治理雾霾大气污染的研究报告)
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同呼吸 共担当
——关于治理雾霾大气污染的研究报告
课题组:聂可可
唐桂花
PM2.5 现状
形成
危害
措施
前言:
一.研究背景:
年初,笼罩我国中东部地区的雾霾天气,对我市上下来说,是一场严峻的考验。我市的环境污染治理已经到了背水一战、非抓不可的时候了,必须像抓发展环境一样抓生态环境,坚决甩掉重污染城市‘黑帽子’。面对历史罕见的天气状况,我市各级各相关部门及广大市民齐心协力,综合施策,全力以赴,最大程度减少了雾霾造成的影响。于是我们对中东部地区的雾霾天气的治理方面进行了深入的调查。
二.研究目的
1.寻找并探究中东部地区严重的大气污染的原因; 2.对大气污染的防治提出合理建议 三.研究的方法
网络查询 收集相关资料
图书馆查阅等
认识PM2.5 PM2.5(细粒子:fine particulate matter)是指空气动力学直径≤2.5微米的细颗粒。其在空气中悬浮的时间更长,易进入且滞留在终末支气管和肺泡中,其中某些叫细的组成还可穿透肺泡进入血液 。PM2.5更易于吸附各种有毒的有机物和重金属元素,对健康的危害极大。
一.雾霾天气现状
2013年9日以来,全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中,中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警,环保部门数据显示,从东北到到西北,从华北到中部导致黄淮、江南地区,都出现了大范围的重度和严重污染。
在这场遍及全国的雾霾中,北京污染尤甚。11日上午8时北京空气质量监测数据显示,无论城区、郊区还是交通环境评价点,其代表的全部区域被意味着最严重污染的“深褐色”覆盖,pm2.5指数达到340到446之间,属六级严重污染。不仅北京的空气质量被称为“史上最脏”,小半个中国都脏兮兮的。在全国74个监测城市中,有33个城市的部分检测站点检测数据超过300,即空气质量达到了严重污染,北京甚至口罩兜售一空;多地的PM2.5濒临“爆表”,山东、湖北等省份的高速公路封闭,北京至武汉的动车被雾霾“拦停”„„对此,外媒称这是“最严重雾霾”,“雾情令人窒息”;坏消息还上了新闻联播头条,罕见地就雾霾说了8分钟。
二.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、铵盐和海盐等六大类。我国各地大气气溶胶有不同的时空分布特点。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 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1.89×107t(吨)增加到2.12×107t[。
大量研究表明,气溶胶中PM10和PM2.5的浓度与能见度密切相关。有研究证明,济南能见度与PM
10、PM2.5 浓度的相关系数分别达到-0.6
22、-0.694,当PM
10、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,对光的吸收效应几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。雾霾中污染物的加入显著改变了气溶胶浓度,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,造成每日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,对雾霾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。
三. 雾霾天气的危害
由于雾霾天气的是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、碳氢有机化合物等粒子组成的,而这些物质在日常生活中也对人有危害,现在将他们组合在一起对人体的危害也自然是不言而喻了,那么,他们到底有什么危害呢? 1.雾、霾天气时,空气中往往会带着细菌和病毒,易导致传染病扩散和多种疾病发生。 2.城市中空气污染物不易扩散,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。 3.冬季遇雾霾天气时若遇空气污染严重可能形成烟尘、雾、或黑色烟雾等毒雾,严重威胁人的生命和健康。
4.雾霾天气是心血管疾病患者的“健康杀手”,尤其是有呼吸道疾病和心血管疾病的老人,雾天最好不出门,更不宜晨练,否则可能诱发病情,甚至心脏病发作引起生命危险。 5.空气污染严重,很容易引起各种呼吸系统疾病,如慢性阻塞性肺病等。
四.应对雾霾的措施
大气污染的形成不是一朝一夕,治理污染也不可能毕其功于一役。要从根本上消除重污染天气,改善空气质量,需要在制度上实现保障,从源头上进行防治,并制定长效的协同联动机制。
(一)加快《大气污染防治法》第三次修订进程,明确法律责任,加强有效执行
目前,我国已出台《行动计划》和《大气污染防治“十二五”规划》这两个大气污染防治规划,虽然与单个部门发布的规范性文件相比更具权威性、适用普遍性和连贯政策性,但仍不属于专门的大气污染联防联控行政法规,其效力等级充其量仅属于行政规章,无法保障司法机关的责任追究作用。加强环保立法、完善法律制度是解决包括雾霾天气在内的大气污染的根本途径。我国的《中华人民共和国大气污染防治法》自1987年制定以来,分别在1995年和2000年作出两次修订,时至今日已过去十余年,制度方面的不完善和新问题的不断涌现导致在解决大气污染方面已难有大作为。因此,针对日益严重的污染,加快该法的第三次修订进程迫在眉睫,从而能够在法律层面上严格控制工业、机动车、燃煤等污染源的排放,明确和细化政府、企业在大气污染防治中应承担的法律责任。
在新法出台之前,应贯彻落实现有法律制度,提高环境监管能力,加大环保执法力度。部分地区片面的发展思路和畸形的发展模式,使得相关法律法规缺乏充分有效的执行,环境保护让位于经济发展。转变经济发展方式,为环境保护执法撑腰,各级政府责无旁贷。推进联合执法、区域执法、交叉执法等执法机制创新,明确重点,加大力度,严厉打击环境违法行为;落实执法责任,对监督缺位、执法不力、徇私枉法等行为,监察机关要依法追究有关部门和人员的责任。
(二)加大综合治理力度,减少污染物排放
雾霾天气中污染物的主要来源是燃煤、燃油以及与居民生活有关的各种排放。对于燃煤源消减的关键是加强工业企业大气污染综合治理,全面整治燃煤小锅炉,逐步用高效节能环保型锅炉淘汰中小型燃煤锅炉。加快推进城市集中供热,扩大高污染燃料禁燃区范围,逐步推行“煤改气”工程建设;鼓励北方农村地区推广使用洁净煤。加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造的工程建设。减少燃油导致的污染物同时需要强化移动源污染防治,大城市严格限制机动车保有量,实施公交优先战略,提高公交出行比例,大力推广新能源汽车,提升燃油品质,加快石油炼制企业的升级改造,严厉打击非法生产、销售不合格油品的行为。除燃煤燃油外,污染物源还有油烟污染、秸秆燃烧等,应开展餐饮油烟污染治理,餐饮服务经营场所安装高效油烟净化设施,强化无油烟净化设施及露天烧烤的环境监管;全面推广秸秆还田、秸秆能源化利用等综合措施,加强秸秆燃烧监管。但对各种污染源做到有效控制是绝非一朝一夕可以完成的,需要对能源结构进行科学调整,优化产业结构和布局,加大落后产能的淘汰力度,增加清洁能源供应。
(三)加强跨区域应急联防联控机制
我国区域性雾霾问题凸显,随着城市规模的不断扩张,区域内城市连片发展,受大气环流作用,城市间大气污染相互影响明显,相邻城市间污染传输影响极为突出。在京津冀、长三角、珠三角的部分城市,二氧化硫浓度受外来源的贡献率达30~40%,氮氧化物为12~20%,可吸入颗粒物为16~26%。大气无边界,对于雾霾天气背后的大气污染防控问题,区域联防联控是成本相对低、环境收益大的重要举措。因此,应当建立长期稳定的区域协作机制,统筹区域环境治理,尤其是大城市应与周边地区及上游省区实行联动减排、联合执法、信息共享、预警应急等大气污染防治措施;建立污染天气的监测预警体系,及时发布监测预警信息;同时制定完善应急预案,建立健全区域联动的重污染天气应急响应体系。一旦出现严重雾霾并伴有静稳天气时,依据重污染天气的预警等级,立即启动区域联动的应急预案,防范和减少重污染天气的出现,引导公众做好卫生防护,切实降低空气污染的危害。
(四)加强科普宣传工作,提高民众减排意识
大气污染不仅仅来源于工业、汽车尾气、建筑工地等,也来自于日常生活。驱散雾霾,离不开每个人的环保意识和环保行动。要积极开展多种形式的宣传教育,普及大气污染防治的科学知识,倡导文明、节约、绿色的消费方式和生活习惯,引导公众从自身做起、从点滴做起、从身边的小事做起,在全社会树立起“同呼吸、共奋斗”的行为准则,共同改善空气质量。充分发挥新闻媒体在大气环境保护中的作用,积极宣传区域大气污染联防联控的重要性、紧迫性,宣传国家采取的政策措施和取得的成效,加强舆论监督,为改善大气环境质量营造良好的氛围。
(五)加强对雾霾的监测预报预警能力和危害性研究,提高科学有效防控能力
在国家、地方相关科技计划中,加大对大气污染防治科技研发的支持力度。进一步强化气溶胶和雾霾监测分析技术研发和系统建设,完善大气成分监测体系,改进雾霾数值预报模式,有效提升雾霾天气和大气污染的监测预报预警能力;大力开展雾霾天气形成的机理研究,及城市对边界层动力热力结构的作用和对雾霾形成发展消散的影响研究。加快推进大气污染综合防治重大科技专项,开展光化学烟雾的危害性、污染机理与控制对策研究;开展区域大气复合污染控制对策体系研究。加快工业污染防治技术、工业脱硫脱硝除尘技术等的研发与示范,积极推广先进实用技术。以科学研究为依据提高大气污染的防控能力和效益。
五、自我总结及号召
通过这次调研,不仅丰富了我的阅历,而且促进了我与人交流的方法。更重要的是更加深刻认识到雾霾这一不正常气候的成因、危害、防护及治理等等。
我们必须积极响应十八大精神,进行生态文明建设。这是每个人不可推辞的义务,作为一名大学生我倡导大家一起行动,一起保护我们的家园。在未来几十年,或者至少数年中国仍会面临空气不够健康的问题。就让我们一起携起手来,一起保护家园,保护环境,从我做起,从身边的小事做起。我相信在我们的努力下我们的天会更蓝,水更清,中国一定会更美。消除雾霾,共建和谐未来。