雾霾的形成原因以及防控措施研究

1华中师范大学研究生课程论文论文题目雾霾的形成原因与防控措施研究完成时间2014月5月24日课程名称自然灾害预测、防止与风险评估专业农业推广年级2012级成绩评卷人姓名邬华强学号20121240852目录雾霾的形成原因与防控措施研究................................................................................3摘要：............................................................................................................................3关键词：........................................................................................................................3正文：............................................................................................................................41、雾霾形成机理与危害............................................................................................41.1雾霾是什么？...................................................................................................41.2雾霾的形成机理..............................................................................................51.2.1气溶胶组成及来源................................................................................51.2.2气象条件.................................................................................................61.3雾霾的危害.......................................................................................................71.3.1人体健康危害.........................................................................................71.3.2经济损失评估.........................................................................................73、雾霾监测与防控......................................................................................................83.1雾霾的监测.......................................................................................................83.1.1地面监测................................................................................................93.1.2激光雷达监测.........................................................................................93.1.3卫星遥感监测......................................................................................103.2雾霾的控制策略.............................................................................................103.2.1技术层面..............................................................................................103.2.2政策层面..............................................................................................113.2.3民众教育层面......................................................................................12参考文献：..................................................................................................................133雾霾的形成原因与防控措施研究农业推广邬华强摘要：近年来，我国雾霾天气在城市群中不断地出现，空气质量的问题引起人们广泛的关注和大量的讨论。雾霾天气的频繁发生，大面积的雾霾事件不仅会导致社会经济的损失，对社会秩序和人体健康也构成了危害，特别是构成雾霾的PM2.5对人体健康影响很大，严重影响人民群众的生产和生活。本文通过分析雾霾成因、危害以及经济损失评估，从监测、评价、控制等角度阐述我国雾霾防控措施。关键词：雾霾成因经济损失防控措施4引言：2013年1月，北京及周边地区遭受长达26日的雾霾天气。同年10月，东北三省遭遇雾霾侵袭，哈尔滨出现史上最重雾霾，最低能见度小于10米。在全国范围内，华北至西南地区形成了2200多里的污染线。“雾霾”的频繁出现，加大了政府对大气环境治理的决心。2013年6月，国务院出台《大气污染防治十条措施》，努力践行“同呼吸，共奋斗”的行为准则。随后，中央各部门及地方政府先后出台了《大气污染防治行动计划》、地区落实大气污染防治行动计划实施细则等文件。当前，探究雾霾形成机理，找到雾霾的监测与控制方法，已成为建设“美丽中国”，建立人与自然和谐社会的重要课题。正文：1、雾霾形成机理与危害1.1雾霾是什么？雾和霾其实是不一样的，它们是两种自然天气现象，我们日常生活中提到的“雾霾”是因为雾和霾这两种天气现象常常结伴而行，故而称之为“雾霾”。在中国气象局《地面气象观测规范》中对雾和霾有着明确的定义【1】。雾是大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度小于1千米的天气现象，记为“≡”。微小水滴或已湿的吸湿性质粒所构成的灰白色的稀薄雾幕，使水平能见度大于等于1千米、小于10千米的天气现象定义为轻雾，记为“＝”。霾则是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10千米的空气普遍混浊现象，记为“∞”。我们日常生活中提到的“雾霾”，就是区域性能见度低于10千米的空气普遍浑浊现象。5在传统空气环境中，人类的活动影响较弱，大气中的气溶胶粒子可视为背景气溶胶，其主要来源为自然环境，比如地面扬尘，海洋表面吹入大气的液滴，以及突发性的剧烈自然活动【2】。而随着经济的发展，人类活动影响程度显著增强，工业生产、机动车尾气都使得人为源气溶胶排放量加大。这些人为源气溶胶造成的能见度恶化事件越来越多，特别是严重空气污染的城市，雾霾可以频繁的出现。因此，当下我国的“雾霾”，是人为源气溶胶粒子主导，在高湿度条件下引发的低能见度极端天气。1.2雾霾的形成机理1.2.1气溶胶组成及来源霾的形成与气溶胶有直接关系，霾的污染就是气溶胶污染；雾的形成也与气溶胶有很大关系，没有气溶胶粒子的参与，在实际情况中也无法形成雾。因此，研究现今气溶胶的污染情况，是解决雾霾天气的重要途径之一。①一次气溶胶颗粒不同粒径的气溶胶颗粒由于它们不同的来源，可分为粗颗粒和细颗粒，粗颗粒主要组成一次气溶胶。在自然源中，颗粒通常由风蚀性引起，如矿物沙尘、海盐（如土壤尘、火山灰、海面水滴等）和生物质颗粒（如孢子、花粉、谷粒和植物碎片）【3】；在人为源中，主要包括化石燃料燃烧形成的废气，生物质燃烧产生的烟尘等碳黑粒子。一次气溶胶粒子通常粒径大、质量浓度高，但数浓度低，对霾的贡献有限，主要受排放强度的控制【4】。6②二次气溶胶颗粒污染源排放入大气中的气体经化学反应后，产生蒸汽压较低的物质，一部分转化为气溶胶粒子（二次气溶胶颗粒），一部分生成臭氧。在形成方式上，二次气溶胶主要有三种方式：一是直接由气体形成气溶胶粒子；二是新粒子通过碰撞、聚集，形成更大的粒子；三是通过凝结等方式形成粒径更大的粒子。在二次气溶胶形成过程中，大气相对湿度是重要影响因素。相对湿度决定了二次粒子的生成和低空积累，而且影响着二次粒子的增大与散射率的变化【5】。张小曳等人发现，PM10质量浓度中有超过50%为二次气溶胶，而且二次气溶胶的形成和PM10的浓度变化受天气条件影响很大【6】。1.2.2气象条件一定的气象条件作用下，大气中的气溶胶才会形成雾霾天气。首先，在大气环流相对稳定时期，区域大气层稳定，在垂直方向上出现逆温层，这种上暖下冷的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，低空空气中的气溶胶难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面，各种气溶胶污染物逐渐堆积【7】。特别是进入秋季（春季由沙尘污染影响更强），随着太阳高度角降低，太阳辐射减少，大气环境更加稳定，在夜间更易出现静稳，同时夜间地面辐射增强，高层冷空气较弱，温度较低层空气高，很容易在地面形成逆温层，产生雾霾天气【8】；其次，城市建筑群密集造成下垫面属性改变，使得大气边界层物理结构发生变化，建筑的阻挡和摩擦使风流经城区时明显减弱。静风现象的增多，不利于气溶胶的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边7积累。一般情况下，小风、高湿、逆温等稳定的气象条件易导致雾霾天气的发生。1.3雾霾的危害1.3.1人体健康危害2013年1月份全国雾霾天气期间，数据记录显示，北京各大医院门急诊呼吸疾病的患者增加了两成左右；上海医院的呼吸科门诊量增幅达三成，其中慢阻肺、哮喘病人占大多数。世界卫生组织已发表报告，大气污染不仅从宏观上会对人们的身体健康造成影响，并且也是身患癌症致死的重要外部原因，雾霾很可能成为继肺癌之后的又一大杀手。多项研究表明，气溶胶粒子可对人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生殖系统、神经系统和遗传系统产生有害影响。【9】1.3.2经济损失评估综合采用疾病成本法和人力资本法，全国因2013年1月期间的雾霾事件造成的交通和健康的直接经济损失的保守估计值约为230亿元，受到雾霾事件影响损失最大的省市主要集中在东部和京津冀区域，包括浙江、江苏、山东、河北、上海、北京等省市。雾霾事件造成的急性健康损(急／门诊)失共计226亿元，相当于非雾霾事件状态下所有健康终端损失的近2倍。下列表格为雾霾事件直接经济损失估算汇总。【10】83、雾霾监测与防控3.1雾霾的监测雾霾天气不仅影响人体健康，而且会导致道路管制、企业停运等问题，因此降低雾霾的危害，减轻其带来的负面影响，监测与评价工作尤显重要。雾霾监测与评价的主