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雾霾形成本质原因分析——PM2.5产生论证

2017/11/17 11:04:46  http://www.ditan360.com/   王 晓 军  人气:15644

 

摘要 

近年来,全球范围内雾霾污染问题日益严重,已经成为自然环境和社会发展中不可忽视的问题。但就雾霾所产生的原因各专业领域研究人员意见分歧较大。其中比较集中的观点认为PM2.5的来源主要是工业烟与汽车尾气。笔者经过长时间研究,认为产生PM2.5的主要来源应是机械作用和磨擦所产生的微颗粒。同时对人体健康产生危害物质进行了分析,认为PM2.5并非致癌的主要因素。


引言

“雾霾”一词,在我国最早出现于2004年6月29日的天气新闻中。当日的《北京日报》第八版发表了题为《本市昨出现少见雾霾天》的报道。从此,“雾霾”就成了人们关注的话题。2012年2月29日,国家发布新修订的《环境空气质量标准》,增加了细颗粒物“PM2.5”监测指标,“雾霾”成为衡量空气质量的一项重要指标。时隔8年的今天,雾霾已经成为各种媒体经常报道的一项重要内容,从而被大众所熟知,甚至到了“谈霾色变”的地步。

那么,雾霾或者说PM2.5到底是如何产生的?各领域的研究各执一词,其中比较集中的观点认为,PM2.5的来源主要是工业烟与汽车尾气。对此,作者有不同看法。本文结合自己长期从事工业生产,并经过认真调查研究后所获得的结论,对PM2.5生成的根本原因进行剖析。


一、雾霾的概念

雾霾,是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的一种表述,雾霾天气是大气污染的一种状态。雾霾是“雾”和“霾”的总称,它们实际上是有区别的。一般来讲,雾和霾的区别主要在于水分含量的大小。水分含量达到90%以上的叫雾,水分含量低于80%的叫霾,80%~90%之间的,是雾和霾的混合物;雾的颜色是乳白色、青白色,霾则是黄色、橙灰色;雾的边界很清晰,过了“雾区”可能就是晴空万里。霾,则与周围空气环境混在一起,边界并不明显,它才是影响空气质量的主要因素,尤其是PM2.5,被普遍认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化,雾霾天气出现增多,对自然环境和人的社会生活的危害也在加重。

 

1.1雾的释义

雾是在温度作用下由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴组成的。多出现于春秋季节,是洼地层空气中水份蒸发水气凝结的产物。雾的存在会降低空气透明度,使能见度恶化。雾形成的条件:一是冷却;二是加湿,增加水汽含量。雾的种类有辐射雾、平流雾、混合雾、蒸发雾等。

1.2霾的释义

霾,也称灰霾(烟雾),主要体现在空气中的灰尘、烟尘、浓硫酸、浓硝酸、有机碳氢化合物等组合的烟雾体遇到湿气产生微粒,且长时间无法扩散形成气溶胶系统,使大气混浊水平能见度在1000-10000米内造成视觉障碍,这种现象称为霾。

二、城市雾霾产生原因

     一般认为,雾霾来源于城市密集人口活动、建设装修、道路扬尘,生活取暖排烟以及交通活动等。雾霾中包含了细微尘土、挥发性酸雾以及有机碳氢化合物、重金属等,这正是中心城市空气污染物、扬尘、汽车尾气的主要成分。特别是以燃煤为主的火力发电和粉尘集中的木器加工、建筑工业,是空气悬浮微颗粒和硫化物的主要来源之一。但是,据我们所知,大型工业生产园区或木器加工企业一般都建设在远离城市中心的郊区或山区,建筑工业也并非一如既往地排放尘土,怎么能成为造成城市雾霾的主要来源呢?

笔者经过长期观察、研究得出:人们成产、生活须臾不可离开的机械作用与摩擦,才是城市雾霾产生的根结所在,例如汽车在高速行驶过程中与柏油马路摩擦、碾压,可以产生数吨至数百吨的作用力,轮胎在这种作用力下产生微颗粒,应该是城市雾霾生成的主要原因之一。


三、PM2.5论证

PM2.5,是指空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。根据“物质不灭定律”,什么物质能够产生如此微小的颗粒物呢?本人经研究发现,通过机械研磨方法产生出这种微小颗粒的可能性最大,这通常称为“研磨生成”。例如:

1、汽车发动机工作时活塞往复运动、机动车刹车片摩擦制动、工厂机器设备、减速机、家用电器中的电机轴承旋转等,越耐磨的物质,工作时研磨出的颗粒越细。其中以汽车发动机工作为例,活塞气门、轴承、凸轮转动每分钟3千转左右,必然产生机械磨损的杂质微粒,随着发动机工作生命周期到来,它的缸筒、活塞环、气门轴承等的间隙逐渐变大,所产生的杂质微粒会越来越多,汽车轴承的活动摩擦尽管有润滑油作用但仍有磨损。所以,只要有运动摩擦就会有微小的物质产生。这些微小的颗粒物一部分进入润滑油里,一部分随废气排出到空气中,就成为了PM2.5微粒。

2、实验表明,一个10平方厘米的物体,以每小时100公里的速度旋转运动瞬间停止时,所需要承受的力量大约在100吨左右。那么一部每小时100公里行驶的汽车,碾压到静止路面物体时,由于碾压力巨大,致使碾压物与被碾压物同步产生微颗粒。尤其在路面洒水后,车辆行驶产生的微颗粒会随水雾一起蒸发到空气中,在气压较低时就会长期留存于空气中。

3、有关资料表明,在汽车拥有量相同的情况下,我国城市比国外同等城市所产生的PM2.5数量值高,其原因主要与汽车运行速度和排量有关,汽车运行速度直接影响废气排量。交通不畅、经常堵车,所产生的PM2.5微粒只会增加不会减少。


四、对雾霾及PM2.5危害的再认识

    低气压时雾霾形成的雾、烟、粉尘与PM2.5微粒等物质相比较,那种物质对人体具有危害性呢?首先雾是基本不产生危害的,空气湿度较大时粉尘的危害性也微乎其微。烟、粉尘是主要污染物,分为燃烧生成和化学生成两种,具有复杂与多变性。近些年来,城市化进程加快,汽车普及,人民生活所用的工业产品和服务需求的能耗不断加大,是产生空气污染的重要原因之一。国际上首次指认大气污染“对人类致癌”,并视其为普遍和主要的环境致癌物。通常认为吸烟、秸秆燃烧、生活燃煤以及工业排放造成的空气污染和导致肺癌的主要原因。但是,有科学证据显示,这些并不是诱发癌症的主要原因。人类自从学会使用火种,加速了自身进化和社会发展的速度,在整体进化过程中再也未离开过火。研究表明,火在燃烧过程中,除了产生二氧化碳气体,还有一种主要物质——海绵碳,也称游离碳,它质量很轻,浮在烟气里,可上升到空中。这种游离碳人体吸入后并不会直接进入血液最终导致肺癌,它只会对肺部纤维组织造成影响。国际研究机构的1000多篇最新论著,最终做出认定,雾霾对人类健康最直接的危害主要还是增加呼吸系统疾病的发病率,霾天气引起的健康影响,主要表现为上呼吸道感染、哮喘、结膜炎、支气管炎、眼和喉部刺激、咳嗽、呼吸困难、鼻塞流鼻涕、皮疹、心血管系统紊乱等疾病的症状增强。此外,霾天气减弱紫外线的辐射,影响人体维生素D合成,使空气中传染性病菌的活性增强。还会影响人们的心理健康。PM2.5微粒实际上是一种常见物质,经论证也并非致癌的主要因素。真正产生致癌物质的是,汽车橡胶轮胎与沥青和水泥路面高速摩擦所产生的霾的副产品——光化学烟雾和颗粒,这种霾积聚着有毒的可致癌物,是造成人类健康危害的真正“元凶”。


五、结论

经过各领域研究人员的共同努力下,PM2.5产生的根源及其危害性逐渐清晰了,其所产生的物质不属于致癌物质。笔者认为我们真正所要面对的问题是人口高度密集城市活动所产生的光化学烟雾和微颗粒,因为它具有复杂与多变性,且产生范围广泛。而PM2.5在已知根源的前提下,我们需要研究的是如何解决现有问题,不必过于担心。

 

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