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话题缘起:“秋冬时节霾纷纷,路上行人欲断魂。”北京雾霾频频来袭,其间隔时间之短、严重等级之高,成为各大媒体争相报道的焦点,身处京都中的我们感受切身。雾霾缘何频来袭?记者特走进北京师范大学环境学院,邀请田贺忠和刘新罡两位专家为大家进行专业解读。
记者:十月份北京雾霾频发,PM2.5指数不断攀升甚至爆表,预警级别也屡次刷新,人们感叹似身陷“十面霾伏”。虽然大众对雾霾已有初步了解,但缺乏科学的认知和判断,请您结合近期雾霾情况对相应背景知识进行介绍,怎样对雾霾严重程度有更直观的判断?
田贺忠:PM2.5是在大气中悬浮的粒子,专业术语中将空气动力学当量直径小于等于2.5的粒子称为PM2.5,国内通常称之为细粒子。这种可入肺的颗粒物,通过呼吸系统不断沉积到肺泡,却很难把它清洗或置换出来。而且细粒子容易吸附大气中的病毒、细菌,以及有毒有害的重金属元素,粒径1微米以下的颗粒,甚至能穿过肺泡细胞壁进入血液系统,引发心脑血管疾病,对人体造成危害。
刘新罡:雾是自然的天气现象,霾则是大气污染现象,雾霾是雾和霾的混合体。在目前的大气污染态势下,三者既有联系又存在本质的差别,可以通过表格对三者的关系进行梳理和界定。
日常可以通过能见度的高低,判断雾霾严重程度。能见度和PM2.5成反相关关系,相对湿度一定时,能见度越高,PM2.5浓度及雾霾严重程度越低,这是比较直观的判断方法。而更科学的方法,则以空气质量监测仪、能见度测量仪等专业设备实时观测数据为指标。以10月21日为例,位于北师大校园的PM2.5监测日均浓度为34.48μg/m3,根据我们国家的空气质量标准,小于35μg/m3时,空气质量为优;同时,在环境学院楼顶,可以较清晰地看到西山轮廓而望不到北山,那么能见度在30km以上(若看到北山,能见度达到50km以上)。因此至少在师大校园中,当日师生是可以深呼吸的。
记者:雾霾发生的原因是什么,为什么北京地区雾霾发生的频率如此之高、雾霾的强度如此之大?
田贺忠:雾霾的发生受内外因共同影响。污染物大量排放是雾霾出现的内因。一方面工厂烟囱等排放一次污染物 (直接以微粒状悬浮在空气中),另一方面,工厂排放的SO2、汽车尾气中的CO、NOx、VOCs等气态物质转化生成的二次细颗粒物,又进一步导致PM2.5浓度升高;而北京的地理、气象条件是雾霾形成的外因。首先北京地形类似“簸箕”,东南紧邻河北唐山、廊坊,西北环绕太行山、燕山。东南风或南风将唐山、廊坊、保定等地的污染吹向北京,而西北群山将其阻挡、沉淀聚集。其次秋冬频发的静稳天气条件抑制了污染物的水平扩散和垂直方向对流交换,导致污染物不断在北京积累。由于地形条件不利、静稳天气辅助,加上人为大量排放,可形象地认为“天时”“地利”“人和”三者共同导致北京雾霾的产生。
另外,城市化的快速发展和膨胀,导致城市的人口越来越密集,包括建筑物的高度、密集程度等互相影响,导致污染物在城市中的扩散条件不利,城市热岛效应愈发明显,恶性循环使得污染呈现一个加重的趋势。另外加上夏收和秋收季节北京郊区及周边省份的秸秆露天焚烧使得脆弱的大气环境失衡,最终导致北京乃至京津冀地区雾霾发生频率高、强度大。
刘新罡:污染物排放总量超过大气环境容量(大气的自净能力)是雾霾发生的根本原因。气象条件是雾霾消散与否的决定性条件。2011年9月,进行的为期一周的科研考察发现,雾霾最严重的23日、24日,北京和周边近500公里的地区处在同一气压水平。压力差是形成风的原因,等压线稀疏导致风力小、雾霾不易消退。而大气混合层高度 (颗粒污染物在地面垂直方向能够达到的最大高度)的下降也致使地面单位体积内颗粒物浓度急剧升高。此外,空气中的水汽加速SO2、NOx等气态分子向硫酸盐、硝酸盐颗粒物的化学转化,而固态颗粒对太阳光线具有吸收和散射作用导致地表热量减少,地面热量不足又导致大气混合层高度下降,形成恶性循环,导致雾霾污染不断恶化。
记者:雾霾不是发达地区所独有的,全国范围内都有雾霾天气的出现,与其他地区相比,北京的雾霾有什么特点呢?
刘新罡:从全国范围来看,我国一共有四大雾霾区:京津冀地区、长江三角洲、珠江三角洲以及四川盆地。京津冀地区不同的特点在于:一是雾霾浓度高、极端值大,北京PM2.5指数最高曾达到888μg/m3,接近仪器表检测范围;二是影响范围广,北京雾霾通常是从京津冀地区爆发,然后发展到山东、河南、辽宁等周边省市,连成一片;三是持续时间长,在2013年的1月份,我们实时监测的北京雾霾最长持续了6天;四是发展速度快,北京雾霾可能前一天空气质量良好,第二天就直接呈现重度污染,过渡时间短,24小时内发生质变;五是爆发频率高,尤其是每年秋冬季节,京津冀地区雾霾频发。
记者:从您谈的成因中可以了解到,污染物排放对雾霾的生成有着不可推卸的责任,但若卓有成效地控制污染排放,势必会对经济发展造成影响,经济发展和环境治理的关系要如何进行把握呢?
田贺忠:我们需要经济发展,但不要靠牺牲环境质量的“带血”的GDP,环保不是单纯花钱的过程,也是一个产业,如果做得够好甚至可以拉动GDP,所以我们要在发展中加强保护、在保护中促进发展。我国在举办2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2011年广州亚运会期间的区域大气污染综合调控措施证明,当我们下大力气时雾霾问题是可以整治的,但这种短期应急调节的成本很高,不可持续。在目前人类无法大范围影响天气、经济条件不足够支撑常态驱散的情况下,面对雾霾的应急措施很必要,但更重要的是加强常态化的环境管理和污染控制:最大程度节约资源、优化利用能源、加强污染控制和公众防护。在全球化的大背景下,我们的污染也与全球化分工有关,我们是世界的工厂,所以调整产业结构、发展高科技产业,引进世界范围的先进技术是必要的。
记者:国际上是否有值得我们学习的模式?国家是否出台相应的政策法规进行有效治理?而就个体而言,我们能否为雾霾的改善贡献绵薄之力? 刘新罡:19世纪伦敦的能源消耗模式,与我国的煤炭能源消费结构相似。1952年著名的“伦敦烟雾事件”后,伦敦先后采取关闭工厂、转移重工业、政府搬迁、拥堵区进入收费等措施综合治理。而我国也的确在向治理改善不断迈进,京津冀发改委就联合公布治理措施:在京津冀地区不再增设电厂、水泥厂,逐渐限制制药、电镀、洗煤等能耗大企业;逐步统一油标号,统一汽车、工厂排放标准;并逐步淘汰黄标车;淘汰高排放、高污染、高能耗的三高企业;逐步调整能源结构,使用天然气或电取暖,减少煤炭供暖等。
暂时的蓝天不代表污染的消失,一旦天气状况不良,雾霾就卷土重来。我们生活在同一片蓝天下,是“同呼吸、共命运”的。个体层面可以从节能、减排等不同方面,做出自己的贡献:以学校为例,建议增加暖气节能阀门,调整教师办公室、教学楼教室夜间温度,食堂等油烟排放可以架设统一排放口,若在排入大气前用酸、碱溶液分别过滤一遍,则能够减少95%的污染排放;对师生而言,做到离开办公室、教室随手关灯;减少生活垃圾随意堆放,都能为雾霾的改善提供一臂之力。
田贺忠:的确,在英国伦敦、美国洛杉矶、日本东京等地,都曾出现过雾霾的困扰,而对于雾霾的治理,也始终离不开“节能减排”四个字。而雾霾的出现,我们每个人都是受害者,同时也是施害者。我们在享受了经济迅速发展带来的生活质量提高的同时,也要意识到对于环境的保护,每个人都有应尽的责任和义务:个体养成良好生活习惯,节约用水、用纸、用电,节约能源少开车,任何点滴的努力都能实实在在地为雾霾的治理提供帮助,聚沙成塔,集体的力量是不容小觑的。
记者:相信从国家到个体的不断努力,雾霾会逐步削减,但在这个过程中我们也要做好日常防护,对于这方面有什么好的建议呢?
刘新罡:日常防护的确需要引起重视。首先,雾霾天气尽量减少外出,在室内要密闭门窗,阻断室内外空气流通。据统计,在室内外空气不对流的情况下,由于室内本身的降尘、墙面的吸附等,室内的PM2.5含量相比室外下降30%~40%。
其次,雾霾天气外出时,要正确佩戴专业口罩,N95、KN90口罩在进行专业测试中能阻挡95%的颗粒,可有效减少颗粒物吸入量。
再次,空气净化器也能起到一定的净化作用,其原理是利用物理方法过滤空气,当过滤网层数足够(至少四层)、过滤网口径设计合理,其在一定范围内能起到净化的效果。但要提醒注意的是要经常更换过滤网,因为这种物理净化过程在一段时间后会饱和,随后功效会大打折扣。此外室内植物,大叶植物如绿萝等,能很好地吸附颗粒,也有一定的降尘功能。
最后,最重要的还是人们要做好自身的防护,例如在平时,通过锻炼提高自己的心肺功能,减少成为易感人群的可能性。
记者:十月份北京雾霾频发,PM2.5指数不断攀升甚至爆表,预警级别也屡次刷新,人们感叹似身陷“十面霾伏”。虽然大众对雾霾已有初步了解,但缺乏科学的认知和判断,请您结合近期雾霾情况对相应背景知识进行介绍,怎样对雾霾严重程度有更直观的判断?
田贺忠:PM2.5是在大气中悬浮的粒子,专业术语中将空气动力学当量直径小于等于2.5的粒子称为PM2.5,国内通常称之为细粒子。这种可入肺的颗粒物,通过呼吸系统不断沉积到肺泡,却很难把它清洗或置换出来。而且细粒子容易吸附大气中的病毒、细菌,以及有毒有害的重金属元素,粒径1微米以下的颗粒,甚至能穿过肺泡细胞壁进入血液系统,引发心脑血管疾病,对人体造成危害。
刘新罡:雾是自然的天气现象,霾则是大气污染现象,雾霾是雾和霾的混合体。在目前的大气污染态势下,三者既有联系又存在本质的差别,可以通过表格对三者的关系进行梳理和界定。
日常可以通过能见度的高低,判断雾霾严重程度。能见度和PM2.5成反相关关系,相对湿度一定时,能见度越高,PM2.5浓度及雾霾严重程度越低,这是比较直观的判断方法。而更科学的方法,则以空气质量监测仪、能见度测量仪等专业设备实时观测数据为指标。以10月21日为例,位于北师大校园的PM2.5监测日均浓度为34.48μg/m3,根据我们国家的空气质量标准,小于35μg/m3时,空气质量为优;同时,在环境学院楼顶,可以较清晰地看到西山轮廓而望不到北山,那么能见度在30km以上(若看到北山,能见度达到50km以上)。因此至少在师大校园中,当日师生是可以深呼吸的。
记者:雾霾发生的原因是什么,为什么北京地区雾霾发生的频率如此之高、雾霾的强度如此之大?
田贺忠:雾霾的发生受内外因共同影响。污染物大量排放是雾霾出现的内因。一方面工厂烟囱等排放一次污染物 (直接以微粒状悬浮在空气中),另一方面,工厂排放的SO2、汽车尾气中的CO、NOx、VOCs等气态物质转化生成的二次细颗粒物,又进一步导致PM2.5浓度升高;而北京的地理、气象条件是雾霾形成的外因。首先北京地形类似“簸箕”,东南紧邻河北唐山、廊坊,西北环绕太行山、燕山。东南风或南风将唐山、廊坊、保定等地的污染吹向北京,而西北群山将其阻挡、沉淀聚集。其次秋冬频发的静稳天气条件抑制了污染物的水平扩散和垂直方向对流交换,导致污染物不断在北京积累。由于地形条件不利、静稳天气辅助,加上人为大量排放,可形象地认为“天时”“地利”“人和”三者共同导致北京雾霾的产生。
另外,城市化的快速发展和膨胀,导致城市的人口越来越密集,包括建筑物的高度、密集程度等互相影响,导致污染物在城市中的扩散条件不利,城市热岛效应愈发明显,恶性循环使得污染呈现一个加重的趋势。另外加上夏收和秋收季节北京郊区及周边省份的秸秆露天焚烧使得脆弱的大气环境失衡,最终导致北京乃至京津冀地区雾霾发生频率高、强度大。
刘新罡:污染物排放总量超过大气环境容量(大气的自净能力)是雾霾发生的根本原因。气象条件是雾霾消散与否的决定性条件。2011年9月,进行的为期一周的科研考察发现,雾霾最严重的23日、24日,北京和周边近500公里的地区处在同一气压水平。压力差是形成风的原因,等压线稀疏导致风力小、雾霾不易消退。而大气混合层高度 (颗粒污染物在地面垂直方向能够达到的最大高度)的下降也致使地面单位体积内颗粒物浓度急剧升高。此外,空气中的水汽加速SO2、NOx等气态分子向硫酸盐、硝酸盐颗粒物的化学转化,而固态颗粒对太阳光线具有吸收和散射作用导致地表热量减少,地面热量不足又导致大气混合层高度下降,形成恶性循环,导致雾霾污染不断恶化。
记者:雾霾不是发达地区所独有的,全国范围内都有雾霾天气的出现,与其他地区相比,北京的雾霾有什么特点呢?
刘新罡:从全国范围来看,我国一共有四大雾霾区:京津冀地区、长江三角洲、珠江三角洲以及四川盆地。京津冀地区不同的特点在于:一是雾霾浓度高、极端值大,北京PM2.5指数最高曾达到888μg/m3,接近仪器表检测范围;二是影响范围广,北京雾霾通常是从京津冀地区爆发,然后发展到山东、河南、辽宁等周边省市,连成一片;三是持续时间长,在2013年的1月份,我们实时监测的北京雾霾最长持续了6天;四是发展速度快,北京雾霾可能前一天空气质量良好,第二天就直接呈现重度污染,过渡时间短,24小时内发生质变;五是爆发频率高,尤其是每年秋冬季节,京津冀地区雾霾频发。
记者:从您谈的成因中可以了解到,污染物排放对雾霾的生成有着不可推卸的责任,但若卓有成效地控制污染排放,势必会对经济发展造成影响,经济发展和环境治理的关系要如何进行把握呢?
田贺忠:我们需要经济发展,但不要靠牺牲环境质量的“带血”的GDP,环保不是单纯花钱的过程,也是一个产业,如果做得够好甚至可以拉动GDP,所以我们要在发展中加强保护、在保护中促进发展。我国在举办2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2011年广州亚运会期间的区域大气污染综合调控措施证明,当我们下大力气时雾霾问题是可以整治的,但这种短期应急调节的成本很高,不可持续。在目前人类无法大范围影响天气、经济条件不足够支撑常态驱散的情况下,面对雾霾的应急措施很必要,但更重要的是加强常态化的环境管理和污染控制:最大程度节约资源、优化利用能源、加强污染控制和公众防护。在全球化的大背景下,我们的污染也与全球化分工有关,我们是世界的工厂,所以调整产业结构、发展高科技产业,引进世界范围的先进技术是必要的。
记者:国际上是否有值得我们学习的模式?国家是否出台相应的政策法规进行有效治理?而就个体而言,我们能否为雾霾的改善贡献绵薄之力? 刘新罡:19世纪伦敦的能源消耗模式,与我国的煤炭能源消费结构相似。1952年著名的“伦敦烟雾事件”后,伦敦先后采取关闭工厂、转移重工业、政府搬迁、拥堵区进入收费等措施综合治理。而我国也的确在向治理改善不断迈进,京津冀发改委就联合公布治理措施:在京津冀地区不再增设电厂、水泥厂,逐渐限制制药、电镀、洗煤等能耗大企业;逐步统一油标号,统一汽车、工厂排放标准;并逐步淘汰黄标车;淘汰高排放、高污染、高能耗的三高企业;逐步调整能源结构,使用天然气或电取暖,减少煤炭供暖等。
暂时的蓝天不代表污染的消失,一旦天气状况不良,雾霾就卷土重来。我们生活在同一片蓝天下,是“同呼吸、共命运”的。个体层面可以从节能、减排等不同方面,做出自己的贡献:以学校为例,建议增加暖气节能阀门,调整教师办公室、教学楼教室夜间温度,食堂等油烟排放可以架设统一排放口,若在排入大气前用酸、碱溶液分别过滤一遍,则能够减少95%的污染排放;对师生而言,做到离开办公室、教室随手关灯;减少生活垃圾随意堆放,都能为雾霾的改善提供一臂之力。
田贺忠:的确,在英国伦敦、美国洛杉矶、日本东京等地,都曾出现过雾霾的困扰,而对于雾霾的治理,也始终离不开“节能减排”四个字。而雾霾的出现,我们每个人都是受害者,同时也是施害者。我们在享受了经济迅速发展带来的生活质量提高的同时,也要意识到对于环境的保护,每个人都有应尽的责任和义务:个体养成良好生活习惯,节约用水、用纸、用电,节约能源少开车,任何点滴的努力都能实实在在地为雾霾的治理提供帮助,聚沙成塔,集体的力量是不容小觑的。
记者:相信从国家到个体的不断努力,雾霾会逐步削减,但在这个过程中我们也要做好日常防护,对于这方面有什么好的建议呢?
刘新罡:日常防护的确需要引起重视。首先,雾霾天气尽量减少外出,在室内要密闭门窗,阻断室内外空气流通。据统计,在室内外空气不对流的情况下,由于室内本身的降尘、墙面的吸附等,室内的PM2.5含量相比室外下降30%~40%。
其次,雾霾天气外出时,要正确佩戴专业口罩,N95、KN90口罩在进行专业测试中能阻挡95%的颗粒,可有效减少颗粒物吸入量。
再次,空气净化器也能起到一定的净化作用,其原理是利用物理方法过滤空气,当过滤网层数足够(至少四层)、过滤网口径设计合理,其在一定范围内能起到净化的效果。但要提醒注意的是要经常更换过滤网,因为这种物理净化过程在一段时间后会饱和,随后功效会大打折扣。此外室内植物,大叶植物如绿萝等,能很好地吸附颗粒,也有一定的降尘功能。
最后,最重要的还是人们要做好自身的防护,例如在平时,通过锻炼提高自己的心肺功能,减少成为易感人群的可能性。