你對霧霾的認識真的夠理性、夠科學嗎?

2016年10月26日00:00  來源:人民網-科普中國
 

霧與霾

霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統,多出現於秋冬季節,是近地面層空氣中水汽凝結(或凝華)的產物。霧的存在會降低空氣透明度,使能見度惡化。如果目標物的水平能見度降低到1000米以內,就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(或凝華)物的天氣現象稱為霧﹔而將目標物的水平能見度在1000-10000米的這種現象稱為輕霧或靄。形成霧時大氣濕度應該是飽和的(如有大量凝結核存在時,相對濕度不一定達到100%就可能出現飽和)。由於液態水或冰晶組成的霧散射的光與波長關系不大,因而霧看起來呈乳白色、青白色或灰色。

霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子組成的。它也能使大氣渾濁,視野模糊並導致能見度惡化,如果水平能見度小於10000米時,將這種非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙稱為霾或灰霾。由於灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾,其散射波長較長的光比較多,因而霾看起來呈黃色或橙灰色。

其實霧與霾從某種角度來說是有很大差別的。比如:出現霧時空氣潮濕﹔出現霾時空氣則相對干燥,空氣相對濕度通常在60%以下,其形成原因是由於大量極細微的塵粒、煙粒、鹽粒等均勻地浮游在空中,使有效水平能見度小於10千米,導致空氣混蝕。霾的日變化一般不明顯,當氣團沒有大的變化,空氣團較穩定時,持續出現時間較長,有時可持續 10天以上。由於霧霾、輕霧、沙塵暴、揚沙、浮塵等天氣現象,都是因浮游在空中大量極微細的塵粒或煙粒等影響致使有效水平能見度小於10千米,有時使氣象專業人員都難於區分,必須結合天氣背景、天空狀況、空氣濕度、顏色氣味及衛星監測等因素來綜合分析判斷,才能得出正確結論。而且霧和霾的天氣現象有時可以相互轉換的——近期我國不少地區把灰霾天氣現象並入霧一起作為災害性天氣預警預報,統稱為“霧霾天氣”。

霧霾天氣是怎樣形成的?

霧霾天氣自古有之,刀耕火種和火山噴發等人類活動或自然現象都可能導致霧霾天氣。現代社會,急劇的工業化和城市化導致能源迅猛消耗、人口高度聚集、生態環境破壞,都為霧霾天氣的形成埋下伏筆。

霧霾的形成既有“源頭”,也有“幫凶”,即不利於污染物擴散的氣象條件,一旦污染物在長期處於靜態的氣象條件下積聚,就容易形成霧霾天氣。霧霾天氣形成原因主要有以下幾點:

首先這些地區近地面空氣相對濕度比較大,地面灰塵大,地面的人和車流使灰塵攪動起來﹔其次這些地區往往沒有明顯冷空氣活動,風力較小,大氣層比較穩定,由於空氣的不流動,使空氣中的微小顆粒聚集,漂浮在空氣中﹔另外天空晴朗少雲,有利於夜間的輻射降溫,也會使得近地面原本濕度比較高的空氣飽和凝結形成霧﹔汽車尾氣是主要的污染物排放,近年來城市的汽車越來越多,排放的汽車尾氣是霧霾的一個因素﹔最后就是工廠制造出的二次污染和冬季取暖排放的二氧化碳等污染物。

PM2.5與霧霾

霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成,它們與霧氣結合在一起,讓天空瞬間變得陰沉灰暗。顆粒物的英文縮寫為PM,北京監測的是細顆粒物(PM2.5),也就是空氣動力學當量直徑小於等於2.5微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物,又是重金屬、多環芳烴等有毒物質的載體。

PM2.5是霧霾天氣的“罪魁禍首”。主要來源有多個。2013年亞洲開發銀行和清華大學共同發布的《邁向環境可持續的未來——中國國家環境分析》報告指出,一是汽車尾氣。近年來,城市的汽車越來越多,排放的汽車尾氣量也越來越多,對城市空氣中PM2.5的“貢獻”約佔60%左右。二是道路揚塵和建筑施工揚塵。根據研究,道路揚塵是PM2.5的主要來源,佔PM2.5來源的20%左右。三是工廠制造出的二次污染。四是冬季取暖時燃燒煤炭低空排放的污染物。五是生物質(秸稈、木柴)的燃燒以及垃圾焚燒產生的煙塵,這也是PM2.5的重要來源。

霧霾與人體健康

霧霾對於人體健康危害巨大,其中對呼吸系統、心腦血管系統、兒童身體發育、成人的生殖能力以及心理健康均會產生一定程度的影響。

霾的組成成分非常復雜,包括數百種大氣化學顆粒物質,其中有害呼吸系統健康的主要是直徑小於10微米的氣溶膠粒子,如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機氣溶膠粒子、燃料和汽車尾氣等,它們能直接進入並粘附在人體呼吸道中。尤其是亞微米粒子會分別沉積於上、下呼吸道和肺泡中,引起急性鼻炎和急性支氣管炎等病症。對於支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫和慢性阻塞性肺病等慢性呼吸系統疾病患者,霧霾天氣可使病情急性發作或急性加重。如果長期處於這種環境還會誘發肺癌。

霧霾天對人體心腦血管疾病的影響也很嚴重,會阻礙正常的血液循環,導致心血管病、高血壓、冠心病、腦溢血,可能誘發心絞痛、心肌梗塞、心力衰竭等, 使慢性支氣管炎患者出現肺源性心臟病等。另外,濃霧天氣壓比較低,人會產生一種煩躁的感覺,血壓自然會有所增高。再一方面霧天往往氣溫較低,一些高血壓、冠心病患者從溫暖的室內突然走到寒冷的室外,血管熱脹冷縮,也可使血壓升高,導致中風、心肌梗塞的發生。所以心腦血管病患者一定要按時服藥小心應對。

由於霧天日照減少,兒童紫外線照射不足,體內維生素D生成不足,對鈣的吸收大大減少,嚴重的會引起嬰兒佝僂病、兒童生長減慢。

霧霾中的PM2.5小顆粒,不光是粉塵,還有煙塵,包括汽車尾氣、工業排放的廢氣等,這些物質都含有很多環境污染毒素,學術上統稱為環境雌激素,可以通過多種途徑吸收侵入人體,使得成年人不育症概率提高。

霧霾天氣還可導致近地層紫外線的減弱,使空氣中的傳染性病菌的活性增強,傳染病增多。

另外,還有研究發現,持續大霧天不僅對人的身體有害,在心理上也會造成影響。從心理上說,大霧天會給人造成沉悶、壓抑的感受,會刺激或者加劇心理抑郁的狀態。此外,由於霧天光線較弱及導致的低氣壓,有些人在霧天會產生精神懶散、情緒低落的現象。

文中數據來源:2013年亞洲開發銀行和清華大學共同發布的《邁向環境可持續的未來——中國國家環境分析》

作者:上海市優秀科普作家 夏樂敏博士 

本文由上海市科普作家協會醫療健康專委會主任委員王韜進行科學性把關。

“達醫曉護”供稿

(責編:姚欣雨、肖玲)