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从雾霾成因的三北防护林的防护作用和措施分析

发布时间:2017-12-13 09:50

  摘要:指出了近几年雾霾已经成为我国北方冬季最严重的空气污染之一,多方面的因素促成了雾霾的形成,其中三北防护林对雾霾形成也有一些影响。在详述了雾霾形成机理的基础上,通过分析雾霾的主要成分以及雾霾形成的物理条件,说明了雾霾的形成与三北防护林的关系相关性不大,减少机动车和燃煤锅炉等的大气排放,增加植被减少温室效应是减少雾霾的有效途徑,并由此提出了雾霾防治的有效方法。


  关键词:雾霾;三北防护林;微颗粒悬浮物;防治措施


  中图分类号:X513


  文献标识码:A文章编号:16749944(2017)19019903


  1引言


  雾霾是近几年北方地区冬季最严重的空气污染之一,严重影响了人们的生活、工作及身心健康,已不单单是环境问题,越来越成为社会问题[1]。


  当气温接近0℃,相对湿度达到100%,在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下,空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中,使地面水平的能见度下降,这种天气现象称为雾,而由大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊大气现象被称为霾,世界气象组织对灰霾的定义是能见度小于5km,当霾和雾相互结合形成一种胶合体,就形成了雾霾。霾中的各类微粒,极易侵入人体呼吸道和肺叶中,引起呼吸系统、心血管系统、血液系统、生殖系统等疾病[2]。因此人们谈霾色变。对于雾霾的产生和危害仁者见仁智者见智,


  刘太刚等认为房地产大跃进是导致我国雾霾常态化趋势的诸凶之首,提出了房地产的省市际合作限产的解决方案;张罡等指出了雾霾污染产生主要的原因在于我国工业化程度的不断推进下的粗放式管理,据此提出了防治雾霾污染的一些有效措施;王西洋等从分析雾霾形成的空间和时间的条件方面,提出了防治雾霾的几项措施;辛悦指出近地面风速的下降是产生雾霾的原因,大气环流、城市化建设、三北防护林建设是近地面平均风速减小的可能原因,于是网络上流行着三北防护林是造成今天雾霾的的原因,由于网络的影响,这一观点严重地影响到大众的心理及意识,为此国家林业局回应该观点无科学依据。如何理解三北防护林与雾霾形成原因之间的关系,首先应该从科学的角度来分析雾霾产生的原因,然后再讨论三北防护林与雾霾的关系,最后制定能够防治雾霾的方案。


  2雾霾产生的原因


  雾霾是雾和霾的胶合体,当空气中的微颗粒悬浮物积聚到一定程度,在天气比较潮湿的情况下,和空气中的水分(雾)相互作用形成胶体,这就是常说的雾霾,由于是胶体,这种物质很难扩散。由此雾霾的产生需要两个条件:一是要有微颗粒物,是形成雾霾的充分条件;二是在一定的气象条件下悬浮物积聚成一定浓度,并且要有雾的产生,是形成雾霾的必要条件。


  2.1微颗粒悬浮物


  微颗粒悬浮物是雾霾的主要成分,构成微颗粒悬浮物的主要成分是PM2.5,从微粒的几何特性上说其直径一般不超过2.5μm,其化学成分一般为工业排放的烟粉尘、二氧化硫、氮氧化物等。一般来源于汽车尾气的排放,燃煤工业锅炉的排放等。


  环保部发布了《2017年中国机动车污染防治年报》,公布2017年全国机动车污染排放状况。年报显示,2016年全国机动车排放污染物初步核算为4472.5万t,其中,一氧化碳3419.3万t、碳氢化合物422.0万t、氮氧化物577.8万t、颗粒物53.4万t,已成为我国空气污染的重要来源,是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。


  根据《燃煤锅炉烟尘和二氧化硫排放总量核定技术方法—物料衡算法》燃烧1t煤,产生大约16kgSO2,1万m3废气,产生200kg烟尘,冬季北方地区的采暖也是产生微颗粒悬浮物的主要因素。


  2.2微颗粒悬浮物集聚的原因


  一般有了微颗粒悬浮物还不足以形成雾霾,只有当微悬浮物积聚到一定浓度,才具备了形成雾霾的必要条件。造成微颗粒悬浮物聚集的主要有如下因素。


  空气气压低,空气不流动,使空气中的微小颗粒聚集,漂浮在空气中。大气的流动形成风,风搅动空气中的悬浮物流动,不易形成集聚,但在冬天由于地面温度低而空气中的温度高造成的逆温效应使得空气不再向高空中流动,使得地表面空气相对静止,空气污染物不能排出,使得微颗粒悬浮物的浓度越来越大。


  2.3地表一定的湿度


  在悬浮微颗粒积聚到一定程度的情况下,只有具备了一定的湿度,微颗粒物和水相互混合,形成了胶体状物质,雾霾才得以产生。


  我国北方地区,秋冬季节昼夜温差比较大,白天空气的温度高,空气中所能容纳的水汽多,夜里温度降低空气中所含水分变少,多余的水汽就会凝结出来,变成很多小水滴,悬浮在近地面的空气层里,就形成了雾。当地面灰尘大,空气湿度低,地面的人和车流使灰尘搅动起来,于是就形成了胶体状的雾霾。


  随着温室效应的出现,全球气温变暖增加了地表水的蒸发力度,使得空气中的水分增多,增加了雾霾产生的机率。


  3三北防护林对雾霾的影响


  1978年启动“三北”防护林体系建设工程,使得“三北”地区森林植被有了较好的恢复,生态环境得到了较大改善,同时,也促进了当地经济社会的发展,其防治沙尘暴的直接作用主要是减弱动力。虽然大气环流形成的大风不是人力所能消除的,但是通过加强林草植被建设,可以减弱地表风速,达到减轻沙尘暴的效果。通过林业生态建设,保护和发展农牧业生产力,减轻对沙质土地的经营压力,反过来促进植被恢复和发展,达到减弱动力源和物质源的双重效果。


  风的产生主要是由于气压冷热不均造成。我国的冬季,风从陆地吹向海洋,加上地转偏向力的作用,形成西北季风。我国北方的西伯利亚和蒙古人民共和国等地区冬季非常寒冷,蕴藏了大量的冷空气。在西北风的作用下冷空气强势南下,将停留在我国东南部的暖空气挤走,并补充进来大量干燥而寒冷的冷空气,减少了空气中的湿度,在一定程度上减少了雾霾的形成,这也许是有些人认为三北防护林是产生雾霾的原因,但是西北风严重影响着人们的生活习惯,比如我国北方地区冬季供暖,天气越是寒冷冬季供暖需要的能量就越多,燃烧的煤炭就越多,排到大气中的微颗粒就越多,造成的大气污染源就越大;天气越是寒冷,人们外出乘坐汽车的欲望就越大,汽车的尾气排放就越多,这些又增加雾霾产生的倾向。


  前述雾霾产生的原因中大气中的微颗粒悬浮物是雾霾产生的充分条件,冬季的逆温效应以及地表大雾的产生是雾霾产生的必要条件,而这些原因和三北防护林不存在必然的联系,间接地,由于三北防护林减缓了冷空气的入侵速度,改变了人们的冬季生活习惯,有着减少增加天然气等颗粒悬浮物的趨势,从这方面分析三北防护林对减少雾霾还有着一定的作用。


  三北防护林防砂、固沙,增加了地表植被,植物的光合作用消耗了大量的二氧化碳,从长远意义上减轻了温室效应,对防治雾霾起着积极的作用。


  考察三北防护林对雾霾的影响应该全面、辩证地进行,不要凭直觉简单地下结论,从以上分析可知三北防护林对于防止雾霾有着积极的意义。


  4雾霾的防治措施


  在分析了雾霾产生的原因的基础上,从雾霾产生的充分和必要条件条件入手,制定防止雾霾的措施。雾霾的防治包括两层含义,即预防与治理。


  4.1雾霾的预防


  雾霾的预防就是从根本上减少雾霾形成的因素,使得雾霾形成的充分必要条件不能形成,减少雾霾的形成机率。


  4.1.1减少大气中的微颗粒悬浮物


  减少大气中微颗粒悬浮物是一种釜底抽薪的办法,也是最行之有效的办法,冬季大气污染集中在汽车尾气和燃煤锅炉方面,主要从这两方面着手制定措施。


  (1)从政府层面上要调整我国的能源结构,优先发展新能源技术,减少煤炭燃烧的规模,增加天然气等清洁能源的比例,基本消除燃煤所产生的烟尘、二氧化硫和氮氧化物。


  (2)减少汽车尾气的排量带来的危害,提高机动车尾气的排放标准,对于普通个体,提倡绿色出行,如建议每周少开一天车。


  4.1.2增加地表植被


  提倡植树造林活动,增加地表植被,利用植物的光合作用吸收二氧化碳,减少温室效应也是预防雾霾的一个措施。


  4.2雾霾的治理


  雾霾严重威胁着人们的健康,此时需要对雾霾进行治理,本质上是对具有胶体特性雾霾进行收集和分解,最简单的办法是在室内设置空气进化器,在室外设置雾霾净化塔,也有学者提出建立城市雾霾净化系统,即将高处的雾霾空气后输送到地表,形成一个循环,也是治理雾霾的一个方法。


  可见,雾霾的防治重在防,只有从源头上减小或消除产生雾霾的条件,才能打赢治理雾霾攻坚战,近期由于我国能源结构处于转型期,产生一定的雾霾也是不可避免的,公众不必谈霾色变,要用积极的心态来面对,积极利用各种治理雾霾的手段,来减少雾霾对人们身心健康的影响。


  5结语


  雾霾严重影响到人们的身心健康,既是一个科学问题,同时也是一个社会问题,通过对雾霾产生的原因进行分析,剖析了三北防护林对雾霾的影响关系,提出了雾霾的防治措施,得出了如下结论。


  (1)大气中的微颗粒悬浮物是形成雾霾的充分条件,冬季大气中的逆温现象以及多雾的气象条件是形成雾霾的必要条件,只有当这些条件都具备时才能形成雾霾。


  (2)三北防护林虽然减缓了冬季季风的强度,但综合考虑三北防护林的作用,它不是雾霾产生的根本原因,从长远意义上三北防护林对雾霾的防治有着积极的意义。


  (3)从源头上减少微颗粒悬浮物的排放量才是治理雾霾的根本原因,优化我国的能源结构,提倡绿色出行是减少微颗粒悬浮物的重要措施。


  (4)全球变暖加大了雾霾的产生的机率,呼吁人们行动起来认真履行《巴黎气候变化协定》以减少温室气体的排放量,同时要增加地表植被,消耗大气中的二氧化碳,有助于减少温室效应的产生。


  作者:张耀民等


   参考文献: 

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