第4章 尋找大氣污染的元兇(3)
- 大自然的奧秘
- 米艾
- 3141字
- 2016-02-25 13:56:41
關于氣溶膠的是是非非
氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒,有的來源于自然界,如火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤微粒、海水飛濺揚入大氣后而被蒸發的鹽粒、細菌、微生物、植物的花粉、流星燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等。有的是由于人類活動,如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質,以及車輛產生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。
氣溶膠粒子具有分布不均勻、變化尺度小、復雜性的特點,多集中于大氣的底層,對云的凝結核、雨滴、冰晶形成,進而對降水的形成起重要作用。氣溶膠甚至可以改變云的存在時間,能夠在云的表面產生化學反應,決定降雨量的多少,影響大氣成分。
氣溶膠粒子能夠從兩方面影響天氣和氣候。一方面可以將太陽光反射到太空中,從而冷卻大氣,并會使大氣的能見度變壞;另一方面卻能通過微粒散射、漫射和吸收一部分太陽輻射,減少地面長波輻射的外逸,使大氣升溫。
當氣溶膠的濃度達到足夠高時,將對人類健康造成威脅,尤其是對哮喘病人及其他有呼吸進疾病的人群。空氣中的氣溶膠還能傳播真菌和病毒,這可能會導致一些地區疾病的流行和爆發。
大氣氣溶膠是造成空氣污染的主要原因,尤其是在人類活動排放源很強的工業區,大城市以及頻繁生物質燃燒地區及其周邊。大氣氣溶膠對于經濟社會的許多方面,如農業、水資源、人體健康、城市化等都會產生重要的影響。
大氣氣溶膠對城市的影響包括許多方面,首先是污染空氣,危害人群的健康;其次是降低城市的能見度,并使霾日的頻率明顯增加。我國許多城市近二三十年霾日數不斷增加,能見度則明顯降低,目前中國東部大部分地區霾日都超過100天,其中大城市區域超過150天。
大氣氣溶膠對農業和生態系統的影響也很大,主要是通過由它們造成的到達地面的直接太陽輻射的減少引起的。在中國稻米和冬小麥生長的主要農業區之一的長江中下游地區,由于大氣氣溶膠的散射和吸收作用,可使到達地面的太陽輻射量減少5~30%,近70%的作物受此影響至少減產5~30%。硫酸鹽氣溶膠還是形成酸雨的主要原因。
氣溶膠對人體健康可以產生嚴重危害,對人體健康影響最大的是長時間飄浮在大氣中的直徑為0.1~10μm的氣溶膠粒子,它能直接被人體吸入呼吸道內,進入肺部或進入肺泡,并能進入血液通往全身,由于其本身的毒性或攜帶有毒物質,因而對人體健康會造成極大危害;大氣氣溶膠中的重金屬成分可以危害人體的多種部位,包括神經、腸胃、心臟、肺、肝、腎、皮膚等;大氣氣溶膠中的多環芳烴和亞硝胺等化學物對人體有致癌作用。
我們強調氣溶膠的危害,并加強大氣污染治理的同時,還應該看到氣溶膠的另一面——氣溶膠可抵消部分溫室氣體造成的變暖作用。
全球氣候變化主要由溫室氣體濃度的日益增加引起,而空氣污染主要由懸浮于空氣中的氣溶膠粒子造成,它們都主要由礦物燃料的燃燒排放形成。空氣污染和氣候變化是相互發生作用的,一方面,氣溶膠造成空氣污染,而且還具有明顯的氣候效應和改變水圈循環的作用;另一方面,氣候變化也可加重和放大空氣污染對人體健康、農業生產和生態系統的影響。兩者在科學問題上是密切相關的,因而應該采取統一的而不是分離的科學研究戰略。
大氣氣溶膠粒子通過散射和吸收太陽光,減少了到達地面的太陽輻射,具有降冷作用,可以抵消一部分由溫室氣體造成的變暖作用,這是大氣氣溶膠對地球氣候影響最重要的一種作用。平均而言,不論各種氣溶膠的作用有何不同,所有大氣氣溶膠的總氣候效應都是造成地面負的輻射強迫,使地球溫度降低。這種作用與溫室氣體的增暖作用正好相反,它具有抵消溫室效應增暖的作用。國際上一些大型的大氣氣溶膠試驗也都證明了這一點。
警惕城市變成大鍋爐
隨著人們的生活水平逐步提高,城市里的污染也日愈嚴重起來。現如今,城市里充斥著各種各樣的工廠,還有大大小小的鍋爐房,矗立著一座座煙囪,晝夜不停地冒著濃煙;各家各戶做飯取暖的爐灶,也排出大量油煙廢氣;馬路上穿梭往來的汽車、摩托車,一刻不停地排放著尾氣。這些煙塵和廢氣都進入大氣層,使城市上空的空氣污濁不堪。如果天氣好,隨著空氣的流動,煙塵會慢慢消散。假如趕上特殊天氣,空氣中的煙塵、廢氣無法擴散,就會在城市上空貼近地面的大氣層中積聚,造成嚴重大氣污染。
空氣看不見、摸不著,大氣是否被污染,以及污染的程度,都要靠儀器來檢測。不過通過對比也能發現:住在農村的人,夜晚在黝黑的天空上能看到滿天繁星;而到了城市,卻只能看到稀稀落落的一些星星,而且比較昏暗。城市夜空燈光的輝映是一個原因,而城市空氣污濁,透明度小,是影響對星空觀測的最主要因素。
總的來說,城市空氣的污染源,主要來自以下三個方面:
1.工業:工業是大氣污染的一個重要來源。工業排放到大氣中的污染物種類繁多,性質復雜,有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機化合物、鹵化物、碳化合物等。其中有的是煙塵,有的是氣體。
2.生活爐灶與采暖鍋爐:城市中大量民用生活爐灶和采暖鍋爐需要消耗大量煤炭,煤炭在燃燒過程中要釋放大量的灰塵、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害物質污染大氣。特別是在冬季采暖時,往往使污染地區煙霧彌漫,嗆得人咳嗽,這也是一種不容忽視的污染源。
3.交通運輸:汽車、火車、飛機、輪船是當代的主要運輸工具,它們燒煤或石油產生的廢氣也是重要的污染物。特別是城市中的汽車,量大而集中,排放的污染物能直接侵襲人的呼吸器官,對城市的空氣污染很嚴重,成為大城市空氣的主要污染源之一。汽車排放的廢氣主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氫化合物等,前三種物質危害性很大。
被污染的大氣中有許多有害物質,它們會通過呼吸道進入人體,引起呼吸系統疾病;還可以進入血液并輸送到全身各個器官,對人體造成更大的危害。因此,防治大氣污染迫在眉睫。
防治空氣污染是一個龐大的系統工程,這需要個人、集體、國家、乃至全球各國的共同努力,具體來說可采取如下幾種措施:
(1)減少污染物排放量。改革能源結構,多采用無污染能源(如太陽能、風能、水力發電)和低污染能源(如天然氣),對燃料進行預處理(如燒煤前先進行脫硫),改進燃燒技術等均可減少排污量。另外,在污染物未進入大氣之前,使用除塵消煙技術、冷凝技術、液體吸收技術、回收處理技術等消除廢氣中的部分污染物,可減少進入大氣的污染物數量。
(2)控制排放和充分利用大氣自凈能力。氣象條件不同,大氣對污染物的容量便不同,排入同樣數量的污染物,造成的污染物濃度便不同。對于風力大、通風好、湍流盛、對流強的地區和時段,大氣擴散稀釋能力強,可接受較多廠礦企業活動。逆溫的地區和時段,大氣擴散稀釋能力弱,便不能接受較多的污染物,否則會造成嚴重大氣污染。因此應對不同地區、不同時段進行排放量的有效控制。
(3)廠址選擇、煙囪設計、城區與工業區規劃等要合理,不要排放大戶過渡集中,不要造成重復迭加污染,形成局地嚴重污染事件發生。
(4)綠化造林,使有更多植物吸收污染物,減輕大氣污染程度。
相信在我們的不斷努力下,城市里的空氣會日愈清新起來。
如果地球上沒有了氧氣
氧是人體生命活動的第一需要,是維持生命最重要的能源。同食物和水一樣,氧是人體健康最根本的要素之一。人每分每秒都在呼吸,吸入氧氣,呼出二氧化碳。正是這樣一呼一吸的吐故納新,使人體獲得生命能源。人要是斷絕呼吸2~5分鐘,就會死亡。“人活一口氣”,確認了氧在生命能源中的第一位次。
氧是維持肌體免疫功能活力的關鍵物質。人在得到充足的氧的情況下,吃進的營養物質會被細胞利用,轉化成能量,供給各個組織器官,才能保證免疫系統正常工作。沒有氧,各器官的功能和免疫力就會下降,從而失去對病毒的抵御能力,成為病毒的俘虜。專家指出:“沒有氧的人,生命活動就會停止;缺少氧的人,就會造成器質性病變。”這種病變很大程度上是免疫系統長期缺氧,形成功能性障礙造成的。