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【摘要】霧傳統(tǒng)上是一種大氣現(xiàn)象,其中灰塵,煙霧和其他干燥顆粒掩蓋了天空的清晰度。世界氣象組織的守則手冊包括霧、冰霧、蒸汽霧、薄霧、煙霧、火山灰、塵埃、沙和雪等類別的水平遮擋分類。霧霾顆粒的來源包括耕作(在干燥的天氣里耕種)、交通、工業(yè)和野火。從遠處看(例如靠近飛機),根據(jù)太陽觀看的方向,霧氣可能呈現(xiàn)褐色或藍色,而霧氣則呈藍灰色。而霾往往被認(rèn)為是干空氣的現(xiàn)象,霧的形成是濕空氣現(xiàn)象。然而,霧狀顆??梢宰鳛槟Y(jié)核以用于隨后形成霧滴;這種形式的霧霾被稱為“濕霾”。本文主要在生態(tài)文明視野下,對霧霾治理的方法進行了分析。
【關(guān)鍵詞】生態(tài)文明;霧霾治理;環(huán)境保護
前言
在氣象文獻中,術(shù)語“霧度”通常用于表示濕型的能見度降低氣溶膠。這種氣溶膠通常是由于在燃燒過程中釋放的二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化為硫酸的小滴發(fā)生的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的。在陽光,相對濕度較高和氣流停滯的情況下,反應(yīng)會增強。濕霾氣溶膠的一小部分似乎來源于樹木釋放的化合物,如萜烯。由于所有這些原因,濕霾往往主要是暖季現(xiàn)象。覆蓋數(shù)千公里的大面積霧霾可能在每個夏季生產(chǎn)。當(dāng)前,我國正處于生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵時期,而霧霾是我國大多數(shù)城市都面臨的環(huán)境問題。只有治理好霧霾問題,才能真正實現(xiàn)生態(tài)文明的發(fā)展。
1霧霾的產(chǎn)生
當(dāng)灰塵和煙霧顆粒積聚在相對干燥的空氣中時,經(jīng)常產(chǎn)生霧霾。當(dāng)天氣狀況阻止煙霧和其他污染物的散布時,它們集中并形成通常低懸的壽衣,從而損害能見度,并可能成為呼吸健康的威脅。工業(yè)污染會導(dǎo)致濃霧,這就是所謂的煙霧。自1991年以來,霾已成為東南亞特別嚴(yán)重的問題。霧霾的主要來源是蘇門答臘和婆羅洲發(fā)生火災(zāi)。針對1997年東南亞的陰霾,東盟國家就“區(qū)域霾行動計劃”(1997年)達成一致。2002年,所有東盟國家都簽署了“跨界煙霧污染協(xié)議”,但今天污染仍然是一個問題。根據(jù)協(xié)議,東盟秘書處設(shè)立了專門治理霧霾的機構(gòu)。在2013年東南亞煙霾期間,新加坡的污染水平創(chuàng)歷史新高,3h污染標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)達到了401的歷史新高。由于通過霧度顆粒的光散射的影響,這導(dǎo)致對象的對比度損失的視覺效果。由于這些原因,日出和日落的顏色在朦朧的日子里顯得柔和,夜晚的星星可能會變得模糊不清。在某些情況下,由霧霾造成的衰減如此之大,以至于在日落之前,太陽完全消失,才會到達地平線。霧霾可以定義為Tyndall效應(yīng)的空中形式,因此與其他大氣效應(yīng)(如云和霧)不同,霧霾在光譜上是選擇性的:較短(藍色)波長散射較多,較長(紅/紅外)波長散射較少。出于這個原因,許多超遠攝鏡頭通常都配有黃色濾鏡或涂層來增強圖像的對比度。紅外(IR)成像還可以用于穿透長距離的霧霾,使用IR-pass光學(xué)濾波器(例如Wratten89B)和IR敏感檢測器的組合。
2導(dǎo)致霧霾的因素
霧霾是空氣中可能對人類和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響的物質(zhì)。污染物可以是天然來源或人造的。主要污染物通常是汽車尾氣中的一氧化碳氣體,或工廠釋放的二氧化硫。二次污染物不是直接排放的。相反,當(dāng)主要污染物發(fā)生反應(yīng)或相互作用時,它們在空氣中形成。地面臭氧是次要污染物的突出例子。有些污染物可能是一級污染物和二級污染物:它們都是直接排放的,是由其他主要污染物形成的。
2.1硫氧化物(SOx)
特別是二氧化硫,一種化學(xué)式為SO2的化合物。二氧化硫是由火山和各種工業(yè)過程產(chǎn)生的。煤和石油通常含有硫化合物,其燃燒產(chǎn)生二氧化硫。SO2的進一步氧化通常在催化劑如NO2的存在下形成H2SO4。這是使用這些燃料作為動力源對環(huán)境造成影響的原因之一。氮氧化物(NOx)-氮氧化物,特別是二氧化氮,會從高溫燃燒中排出,也會在雷雨期間因放電而產(chǎn)生。它們可以被看作是上面的一個棕色陰霾圓頂或城市順風(fēng)的羽流。二氧化氮是化學(xué)式為NO2的化合物。它是幾種氮氧化物之一。這種紅褐色有毒氣體是最突出的空氣污染物之一,具有特有的尖銳刺鼻的氣味。
2.2一氧化碳(CO)
一氧化碳是一種無色,無味,有毒但無刺激性的氣體。它是天然氣,煤炭或木材等燃料的燃燒產(chǎn)物。車內(nèi)廢氣有助于大部分一氧化碳進入我們的大氣。它在空氣中形成了一種煙霧型,與許多肺部疾病以及對自然環(huán)境和動物的破壞有關(guān)。在2013年,排放到大氣中的一氧化碳超過一半來自車輛交通,燃燒一加侖的天然氣通常會排放超過20磅的一氧化碳到空氣中。
2.3揮發(fā)性有機化合物(VOC)
VOCs是眾所周知的室外空氣污染物。它們被分類為甲烷(CH4)或非甲烷(NMVOCs)。甲烷是一種非常有效的溫室氣體,有助于加強全球變暖。其他碳氫化合物揮發(fā)性有機化合物也是重要的溫室氣體,因為它們在產(chǎn)生臭氧和延長大氣中甲烷壽命方面的作用。這種效果因當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量而異。芳香族NMVOCs苯,甲苯和二甲苯可能是致癌物質(zhì),長時間暴露可能導(dǎo)致白血病。1,3-丁二烯是經(jīng)常與工業(yè)用途相關(guān)的另一種危險化合物。
2.4顆粒(或者稱為顆粒物質(zhì)(PM)
大氣顆粒物質(zhì)或細顆粒是懸浮在氣體中的固體或液體的微小顆粒。相反,氣溶膠是指組合的顆粒和氣體。有些微粒天然存在,起源于火山,沙塵暴,森林和草原火災(zāi),生物植被和海水噴霧。人類活動,例如車輛,電廠和各種工業(yè)過程中化石燃料的燃燒也會產(chǎn)生大量的氣溶膠。在全球范圍內(nèi),人為氣溶膠(由人類活動產(chǎn)生的氣溶膠)目前約占我們大氣的10%??諝庵形⒘:康脑黾优c健康危害有關(guān),如心臟病,肺功能病變和肺癌。顆粒物與呼吸道感染有關(guān),對那些已經(jīng)患有哮喘病的人尤其有害。
3霧霾的危害
①對大自然產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。霧霾有可能會導(dǎo)致地區(qū)氣候極端惡化,從而誘發(fā)一系列的氣象災(zāi)害,使自然生態(tài)平衡遭到嚴(yán)重的破壞;②對人類社會產(chǎn)生巨大的影響。如果霧霾天氣非常嚴(yán)重,將會影響人們的正常出行,目前大部分交通事故的發(fā)生都是由于霧霾因素導(dǎo)致的。同時霧霾還是誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病的主要原因。我國每年感染呼吸疾病中有大部分患者是由于霧霾因素導(dǎo)致的,因此霧霾將會危及人類的健康;③霧霾現(xiàn)象還會在一定程度上影響國家的經(jīng)濟發(fā)展,霧霾天氣會導(dǎo)致大部分企業(yè)無法正常工作,影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。例如,前幾年北京市的霧霾天氣非常嚴(yán)重,周邊一些城市的霧霾現(xiàn)象也較為嚴(yán)重,如果不采取措施對其進行解決,將有可能引發(fā)比較嚴(yán)重的后果。既然我們已經(jīng)意識到霧霾對環(huán)境污染、人類健康、經(jīng)濟發(fā)展所造成的影響,就需要人類從現(xiàn)在開始來然就霧霾對人類所造成的影響,并采取有效的措施給予預(yù)防和控制,以確保霧霾問題得到有效的解決。
4霧霾的治理方法
4.1霧霾污染控制裝置
以下措施通常被用作霧霾污染控制裝置。它們可以在排放到大氣中之前消除污染物或?qū)⑵鋸呐艢饬髦谐ィ何⒘?刂?;機械收集器(灰塵旋風(fēng)分離器,多管旋風(fēng)分離器);靜電除塵;洗滌器;擋板噴霧洗滌器;旋流式噴霧洗滌器;噴射器文丘里洗滌器;機械輔助洗滌器;噴霧塔;濕式洗滌器。靜電除塵器(ESP)或靜電空氣凈化器是一種微粒收集裝置,利用感應(yīng)靜電荷的力量從流動氣體(如空氣)中去除顆粒。靜電除塵器是高度有效的過濾裝置,其最小限度地阻止氣體流過裝置,并且可以容易地從氣流中除去諸如灰塵和煙霧的細微顆粒。Baghouses設(shè)計用于處理沉重的灰塵負載,集塵器由鼓風(fēng)機,灰塵過濾器,過濾器清潔系統(tǒng)以及灰塵容器或灰塵清除系統(tǒng)(不同于使用一次性過濾器清除灰塵的空氣清潔器)組成。微粒洗滌器濕式洗滌器是一種污染控制技術(shù)。使用來自爐煙氣或來自其他氣流的污染物的各種設(shè)備。在濕式洗滌器中,被污染的氣流與洗滌液體接觸,通過噴射液體,迫使其通過液體池或通過一些其他接觸方法,以去除污染物。NOx控制包括:低NOx燃燒器;選擇性催化還原(SCR);選擇性非催化還原(SNCR)。NOx洗滌器;廢氣再循環(huán);催化轉(zhuǎn)換器(也用于VOC控制)。揮發(fā)性有機化合物(VOC)是在室溫下具有高蒸氣壓的有機化學(xué)物質(zhì)。它們的高蒸氣壓是由低沸點引起的,這導(dǎo)致大量分子從化合物的液體或固體形式蒸發(fā)或升華,并進入周圍空氣,這是一種被稱為揮發(fā)性的特性。例如,從油漆蒸發(fā)并從石英等材料中釋放的甲醛的沸點僅為-19°C(-2°F)。揮發(fā)性有機化合物是眾多,多樣,無處不在。它們包括人造和自然產(chǎn)生的化合物。大多數(shù)的氣味或氣味都是揮發(fā)性有機化合物。揮發(fā)性有機化合物在植物之間的溝通,植物與動物之間的信息交流中起著重要的作用。有些揮發(fā)性有機化合物對人體健康有危害或?qū)Νh(huán)境造成危害。人為的揮發(fā)性有機化合物受到法律的管制,特別是在濃度最高的室內(nèi)。有害的揮發(fā)性有機化合物通常不具有急性毒性,但會增加長期健康效應(yīng)。由于濃度通常較低,癥狀發(fā)展緩慢,因此對VOCs及其影響的研究是困難的。VOC減排可以通過以下方式實現(xiàn):吸附系統(tǒng),使用活性炭,如流化床濃縮機;熱氧化劑;催化轉(zhuǎn)換器;生物過濾器;吸收(擦洗);低溫冷凝器;蒸氣回收系統(tǒng)。
4.2空氣污染治理
有各種空氣污染控制技術(shù)和策略可以減少霧霾污染。在最基本的層面上,土地使用規(guī)劃可能涉及分區(qū)和運輸基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。在大多數(shù)發(fā)達國家,土地使用規(guī)劃是社會政策的重要組成部分,確保土地得到有效利用,有利于更廣泛的經(jīng)濟和人口,也有利于保護環(huán)境。由于霧霾主要是由煤和石油等化石燃料燃燒引起的,所以這些燃料的減少可以大大減少空氣污染。最有效的辦法是轉(zhuǎn)換清潔風(fēng)力,太陽能、水力發(fā)電等不會造成空氣污染的能源。努力減少來自移動源的污染包括初級法規(guī)(許多發(fā)展中國家有寬松的法規(guī)),將管制擴大到新的來源(如郵輪和運輸船,農(nóng)用設(shè)備和小型氣體動力設(shè)備,如線鋸,電鋸和雪地摩托),提高燃料效率(例如通過使用混合動力車輛),轉(zhuǎn)換成清潔燃料或轉(zhuǎn)換為電動車輛。二氧化鈦因其減少空氣污染的能力而被研究。紫外線會釋放材料中的自由電子,從而產(chǎn)生自由基,分解VOC和NOx氣體。
5結(jié)語
近年來,隨著城市規(guī)模的不斷擴大,霧霾問題也日益嚴(yán)重,限制著我國生態(tài)文明的發(fā)展和建設(shè)。本文主要對我國霧霾產(chǎn)生的原因進行了分析,并提出了相應(yīng)的解決措施和辦法,希望為我國霧霾的有效治理提供思路。
參考文獻
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作者:韋世學(xué) 廖淑君 單位:廣西科瀚環(huán)境科技有限公司