灰霾天气的成因、危害及防治

朱美洁

[摘要]随着城市化进程的快速发展，城市大气污染问题日益严重，灰霾天气也明显增多。灰霾天气是环境污染和气象条件共同作用而产生的一種危害型天气现象，其实质是环境污染问题。该文针对灰霾的形成及其危害进行阐述，并提出霾的防治措施，以期为雾霾天气的防控治理提供参考。

[关键词]霾 灰霾天气 大气颗粒物 危害 控制 治理

近年来，随着我国社会经济的快速发展，城市化、工业化、交通运输现代化水平的不断提高，化石燃料的消耗量随之猛增，汽车尾气、燃油、燃煤、废弃物燃烧直接排放的气溶胶粒子和气态污染物通过光化学反应产生的二次气溶胶污染物与日俱增，使得霾现象日趋严重，城市大气的环境问题也日益突出。灰霾天气，这種以大气能见度降低为特征的现象，已引起我国民众和众多媒体的高度关注。

1.霾的定义

霾是由天然气溶胶（沙尘）与人为气溶胶（污染物）相互作用后，以细颗粒物为主要成分的混合气溶胶。中国气象局定义灰霾为：“大量极细微的颗粒物的干尘粒等均匀地浮游在空气中，使水平能见度小于10千米的空气普遍浑浊现象，使远处光亮物微带黄、红色，使黑暗物微带蓝色。”。

2.霾的主要化学成分

霾的主要成分是气溶胶（aerosol），气溶胶的主要成分是细颗粒，细颗粒中含有多種化学元素和化合物，除砷（As）、镉（Cd）、氟（F）、钴（Co）、镍（Ni）、铅（Pb）、硫（S）、氯（Cl）、溴（Br）、铯（Cs）、铡（La）、汞（Hg）、铬（cr）等无机元素及一些水溶性无机离子外，主要还有元素碳（EC）、有机碳（OC）、挥发性有机物（VOC）、多环芳烃（PAH）等有机化合物及生物物质细菌、病毒、霉菌等。

3.霾的成因

灰霾是以细颗粒物（主要是PM2.5）为载体，与气象条件和污染因素共同作用而产生的一種危害型天气现象，是环境污染在一定气象条件下的体现。灰霾的形成和发展与气象条件密切相关，但其实质是环境污染问题，霾的形成是污染因素和气象因素共同作用的结果。

3.1霾形成的污染因素

高浓度的大气颗粒物是灰霾形成的主要因素，大气颗粒物的来源主要有自然源和人类活动排放。自然源主要包括灰尘、矿物、硫酸盐和硝酸盐等物质；人类活动排放的大气颗粒物主要包括化石燃料（煤、石油、天然气）和生物质（植物秸秆、动物尸体和生活垃圾等）燃烧产生的颗粒物以及工业生产、汽车尾气和生活中排放的有毒、有害颗粒物。近年来，随着城市人口的不断增长和工业的迅猛发展、机动车辆猛增，使得污染物排放和城市悬浮物大量增加。污染物浓度增大是导致霾日数增加、能见度下降的主要原因，因此灰霾天气的形成与空气污染的程度有着密切关系。

3.2霾形成的气象因素

气象因素（如风速、风向、相对湿度、逆温层、降水、日照和大气混合高度等）会影响灰霾天气的形成，其中风速、相对湿度、逆温层被认为是影响灰霾形成的最主要因素。（1）风速增大有利于污染物的水平扩散，同时也会使湍流变大，有利于污染物质在垂直方向的扩散和输送，所以风速大时很少出现霾天气。然而，随着城市化建设进程加快，城市高层建筑越来越多，增大了地面摩擦系数，使得水平方向静风现象增多，严重阻碍了风的水平流动，地面附近的污染物、扬尘等难以扩散或稀释，在城区内积累形成了高浓度污染，从而导致灰霾天气的出现。（2）相对湿度高有利于霾的形成。空气湿度大，有利于水汽在气溶胶粒子上凝结，从而影响大气能见度。（3）垂直方向的逆温现象。由于污染物排放的增加，城市上空容易频繁出现逆温层现象，垂直方向的逆温层又导致人类活动排放的大量颗粒物和污染气体等滞留在近地层，极易产生霾天气。

4.霾的危害

灰霾这種灾害性天气，不但严重影响人民群众的身体健康、增加交通安全隐患，影响自然和农业生态系统，还加大了光化学烟雾污染的可能性，进而影响到社会经济的可持续发展。

4.1灰霾天气影响人类的身体健康。灰霾天气可对人类健康产生的负面影响包括：（1）灰霾天气中大气颗粒物尤其是PM2.5浓度较高，颗粒物表面富含大量有毒有害物质，这些物质能直接通过呼吸系统进入人体并粘附在上下呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等病症，诱发呼吸道疾病，长期积累还会诱发肺癌。特别是灰霾中的主要成分有机碳，会严重影响人体健康。比如煤、石油等化石燃料及水材、烟草等有机物在不完全燃烧过程中会产生的多环芳烃（PAHs）具有致癌、致突变、致畸作用，其代表物苯并（a）芘（BaP）是最具致癌性的物质，能诱发皮肤癌、肺癌和胃癌。另外，灰霾粒子中重金属的毒性亦值得注意，如铅对人体神经系统有明显的损害作用，影响儿童的神经系统和智力的发育。（2）灰霾大气还会导敛近地层紫外线减弱。由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的唯一途径，紫外线辐射的减弱可能直接导致小儿佝偻病高发。同时，紫外线也是自然界杀灭大气微生物（如细菌、病毒等）的主要武器，紫外线的降低易使空气中的传染性病菌活性增强，增加呼吸道传染病的流行。（3）灰霾天气还会影响人们的心理健康。灰霾天气容易导致人的情绪低落，让人产生悲观情绪，如不及时调节，很容易对心理健康产生影响。

4.2灰霾天气增加交通安全隐患.灰霾天气导致空气质量差、大气能见度降低，容易引起交通阻塞，发生交通事故，直接威胁海、陆、空的交通安全。

4.3影响自然和农业生态系统.灰霾通过对太阳光的吸收与散射，导致太阳辐射强度减弱与日照时数减少，从而影响植物的呼吸和光合作用，这可造成农业减产、绿地生态系统生长受阻等。研究表明，灰霾天气太多，农作物减产可达25%。

4.4加大了光化学烟雾污染的可能性。大量细颗粒物和气体污染物在太阳辐射下会发生光化学反应形成光化学烟雾。光化学烟雾是一種淡蓝色的烟雾，它主要是由于汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物，这些气体在刚光和紫外线作用下发生光化学反应，产生光化学烟雾。它的主要成分是一系列氧化剂，如臭氧、醛类、酮等，毒性很大，对人体有强烈的刺激作用，严重时会使人出现呼吸困难、视力衰退、手足抽搐等现象。灰霾天气会加大光化学烟雾污染的可能性。

5.霾的预防及控制治理

灰霾大气的实质是环境污染问题，因此首先要加大对主要污染源的控制，包括城市扬尘污染控制，机动车尾气污染控制.燃煤污染控制等。坚持清洁能源发展战略，优化产业结构.进一步深化工业污染治理。其次要开展灰霾成因及其控制措施研究，建立灰霾天气的预报、预测、预警系统。

5.1坚持清洁能源发展战略，积极推广清洁能源。制定并实施更加严格的火电、石化、钢铁等重点行业大气污染物排放限值，对动力煤洗选，以及水泥、电力和钢铁行业的除尘，及施工场所扬尘及喷涂等领域的一次性颗粒物排放进行控制，大力削减二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和挥发性有机物的排放总量，实施多污染物协同控制，防止二次污染的形成。

5.2切实加强机动车污染防治，有力控制机动车污染排放。采取激励与约束并举的经济调节手段，加快推进车用燃油品质与机动车排放标准的同步实施，提升车用燃油清洁化水平。加强机动车环保监管能力建设，全面提高机动车排放控制水平。

5.3实施大气污染联防联控，提高环境准入门槛.严把新建项目准入关，加强产业发展规划及环境影响评价。实施大气污染防治规划，加大产业调整力度，加快淘汰落后产能。

5.4推进城区绿化.各类植物是净化大自然的最好帮手，不仅能有效吸附空气中有毒有害物质，还可绿化美化环境。因此协力推进城区立体绿化、道路绿化、屋顶绿化、居室绿化，让城市绿地发挥吸烟除尘、过滤空气及美化环境等环境效益，从而净化城市大气，改善城市大气质量。

5.5增强灰霾监测能力。在二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物等3项常规指标基础上，逐步增加细颗粒物、臭氧、挥发性有机物、黑炭等指标；分析各地灰霾天气产生的主要原因，了解颗粒物中的主要污染成分及来源，这对大气环境的保护及污染的防治具有很强的现实意义。

5.6探索建立大气雾霾预警体系，逐步形成风险信息研判和预警能力。研究制定大气污染防治预警应急预案、构建应急体系，出现重污染天气时及时启动应急机制，实行道路清扫、洒水，重点排放源限产限排、建筑工地停止土方作业、机动车限行等应急措施，积极向公众提出防护措施建议。

6.结语

随着经济的高速发展，人民生活水平迅速提高，而大气污染却日趋严重，灰霾天气等环境问题日益突出，严重影响了人民的生活质量及身体健康。政府和公众都必须对灰霾天气的污染引起足够的重视，各级政府和决策部门须进一步加强灰霾天气监测预报，控制污染排放，调整工业能源结构，完善城市绿化系统，尽可能减少灰霾天气的出现，降低灰霾天气的危害，以确保城市的长期、健康发展。