基于區域地質環境下霧霾成因的分析

郎鐸 唐雅婷 周建磊 劉紫嫣 陳康俊

摘要：近年來霧霾頻發，對人們的生活帶來了極大的挑戰。在大范圍霧霾的總體狀況下，各地區的霧霾程度差異、成形原因又各不相同。本文以華北地區入手，探討各地區霧霾的差異，并從地質環境的角度去分析霧霾的形成，對治理霧霾提供一定的思路。

關鍵詞：霧霾；區域差異；地質環境

1.華北區域霧霾表現的異同

從總體上看，近幾年華北為全國霧霾最嚴重的地區，多個城市霧霾天數長、PM2.5指數高，嚴重影響了人們的生活。微觀來分析，又會發現華北地區內部霧霾由于區域不同，而呈現出顯著區別。

1.1華北地區霧霾總體概述

據環保部公布的數據，2014年初，霧霾幾乎席卷了我國整個中東部地區，超過143萬平方公里的地區都出現了霧霾，其中重度霾天氣的地區占到了80多萬平方公里。而華北地區依然是污染最嚴重的地區，尤其是河北。可以說，霧霾連續天數長，PM2.5超過200在華北地區已成為常態。

1.2華北區域霧霾差異

在華北地區內部，根據地質條件的差異大致可以分為4個區域：低山丘陵區、平原區、黃土高原區和冀北山區，而霧霾在這些地區的表現也存在巨大差異。其中，北京、天津、河北地區最為嚴重。單從河北來看，霧霾也由于地質條件的不同存在較大的空間差異性。空間分布上，出現霧霾天數多、污染嚴重的杜秋雨主要在一些靠近太行山山麓位置；地形上，霧霾發生頻率較高的地方主要在平原的中部，華北地形輻合線一帶。

2.霧霾區域差異的原因分析

霧和霾，其實是兩種完全不同的現象。水氣為主霧對人無害，而大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中形成的霾才會損壞人的健康。通常情況下，吸水性強的干氣溶膠粒子會吸水長大并最終活化成云霧的凝結核，使得霾和霧同時出現。

2.1區域霧霾的來源差異

霾的具體成因各不相同，但無論如何，沒有干氣溶膠粒子就不能形成霾。根據現有的研究結果，主要能對霧霾產生直接影響的因素主要有：工業排放，廢氣中有很多細微的干塵微粒；汽車尾氣，隨著汽車的增多這一影響比重也在加大；燃燒煤，雜質和不完全燃燒的煤均會造成霧霾。各地霧霾的表現大不相同：

我國東北地區的霧霾通產伴隨著供暖期而出現，而風量大、干燥造成了霾多霧少，其中燃燒雜質占大多數。伴隨著供暖結束，霧霾隨之減輕，但重工業地區附件依然嚴重。

中部地區，霾多發生于夏秋。湖北等省份沼氣程度低，焚燒秸稈等方式依然普遍，超過空氣的自我凈化能力而產生霾。此外由于濕度大，霧與霾相伴而生。

華北地區，產業幾乎全為鋼鐵、煤炭，污染嚴重，加上風力較小，大氣層結穩定；一些地區有降水和地面水汽蒸發的影響，使得近地面空氣的相對濕度越來越大；在這種穩定的天氣形勢下，空氣中的污染物在水平和垂直方向上都不容易向外擴散，使得污染物在大氣的淺層積聚，從而導致霧霾越來越嚴重。

2.2地形地質的顯著差異

地質對霧霾的影響，主要在氣流和地形兩個方面：（1）氣流上來說，東北華北等地霧霾來源較為相似而表現差異巨大，相比東北，華北風力小、空氣干燥卻靠近地面濕度大。造成了霾產生后形成類似中部的霧霾共生現象卻消散能力低于中部地區；（2）地形，在華北則主要受到西部太行山脈高山屏障影響，污染物容易在山前積聚，另外太行山焚風效應造成氣流過山下沉增溫，空氣干燥，降水少，不利于污染物的沖刷凈化，下沉氣流也不利于污染物的擴散。因此靠近山麓地區霾日相對更多。

3.霧霾區域差異的影響

霧霾的區域差異，不止造成了各地微觀上空氣質量、大氣成分及氣候的影響，還對霧霾的治理工作帶來了更多挑戰。

3.1伴隨霧霾的元素遷移

曾有謠言稱，霧霾中含有鈾、放射碘等物質，帶來一定恐慌。其實，霧霾中成分主要是一些質量較輕的元素組成，放射性元素都是元素周期表中靠后的大質量元素，即使煤礦中含有，也無法通過燃燒等方式擴散到空氣中。當然，霧霾中仍存在一些對人體極為有害的物質，如硫化物和氮化物。

從北京的檢測數據表明，鉀、鈉、鉛硫、鋅、鈣、硅、等元素含量較高，其中硫、鉛等元素主要為化石燃料排放所致、而鉀鈉鈣等為土壤中主要成分，可能是塵土揚起與水氣混合而成。而武漢地區的霧霾中，水溶性離子和碳成分較多，還含有一些多環芳香烴、多氯苯等存在致癌風險的有機物。

通過檢測可知，便隨霾的元素遷移，人類活動產生的一些有害物質也會隨之擴散，這些亞微米顆粒在熱泳力和湍流沉積作用的雙重效果下，在可依靠的接觸面會形成沉降層。但又由于微粒間的相互作用和氣流的影響下，則會再次懸浮，從而形成了霧霾一天各時間段成分互不相同，外觀則表現為顏色反復變化。

3.2治理方式按區域調整

由于各地區霧霾產生的原因各不相同，具體環境也差異巨大，故除開減少工業排放、制定政策等通用措施外，還應根據地區采用不同方式：東北地區應該提高煤的利用率，對燃煤的加工細化，減少有害粉塵；華中華東等地要控制秸稈的燃燒，且在處理時需根據本地潮濕的特點對癥下藥；華北地區在改造產業結構的同時，需根據地形地質條件合理規劃產業區域，防止污染的富集。

4.結束語

各地區由于地質的不同，霧霾的表現、消散方式、強弱程度都存在巨大差異。宏觀角度，華北地區主要由于太行山脈的影響，靠近山麓的地區霧霾更易發生，不易消散；微觀角度，華北地區多化石燃料而以煤炭鋼鐵等產業為主，霧霾中含有的主要有害物質為硫鉛氮等化合物。在治理時需要因地制宜，不能照搬別處經驗。

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