霧霾的形成、危害及防治

周潤聲

(青島經濟技術開發區第一中學，山東 青島 266555)

近年來，大城市霧霾天氣頻發，中小城市有時也難以幸免，霧霾報道頻頻見諸報端，霧霾影響范圍有擴大的趨勢，對環境和人體的危害為人們所關注，甚至有些人到了一有霧霾預警就談虎色變。霧霾是什么，它是怎樣產生的，霧霾的危害是怎樣構成的，如何防治霧霾和保護人體健康，這是值得我們了解和思考的重要問題。本文從霧霾的本質、危害、防治措施等方面進行了分析，為大家提供參考。

1 霧霾概述

懸浮在空氣中的微小液滴或冰晶稱為霧(mist)。霧的形成通常需要較高的水汽飽和程度，空氣濕度常接近100%。某特定地域在日照、溫度、風力等因子作用下，空氣濕度每日會呈規律性變化，故早晨或晚上會比較常見甚至加濃，而白天較輕或消失，根據定義，霧出現時水平能見度小于1 km。事實上，霧和云都是由于溫度下降而造成的，在對流層，隨垂直高度上升大氣溫度會呈現有規律地下降，達到一定高度就會有水汽凝結形成的云，而霧則是在靠近地面的區域形成，因此可以說霧就是靠近地面的云。

細小的固體煙塵粒子均勻漂浮在空中導致空氣渾濁和能見度惡化，這種造成視程障礙的氣象現象稱為霾(haze)或灰霾(dust haze)。霾是空氣中漂浮的固體微粒和氣象條件協同作用的結果，其形成原因可以歸納為三點：(1)大氣懸浮顆粒物排放量和組成變化。人口增長、城市擴張、工業發展、機動車輛猛增，導致氣態污染物和微細顆粒物排放源、排放量增加，排放物的組成越來越復雜，直接導致了能見度降低，氣態污染物、微細顆粒物、水汽聯合作用使霧霾危害加重。(2)下墊面粗糙度增加導致局地風場變化，水平方向靜風頻率增加。城鎮化建設在提高人民生活水平的同時，所建高層建筑對近地氣流的阻擋和摩擦作用增大，微風和靜風現象增多，導致大氣中懸浮顆粒難以水平擴散傳輸和稀釋，容易在城區及其近郊積累。(3)逆溫層在垂直方向上阻滯粒子垂向傳輸。逆溫層通常指對流層中空氣溫度下冷上熱、空氣密度下高上低、異于對流層正常分布的一種氣層，源于在一定地形條件下一定時段太陽輻射對地面的增溫作用、冷熱氣流鋒面運動等，可以比作一個反射墻使得大氣層低空氣體垂直運動受限，空氣中的懸浮顆粒被限制在低空和近地面區域。霧霾本質上是一種天氣現象，是在一定氣象條件下形成的，受風力、溫度、濕度、地形、大氣穩定度等因素影響，形成原因復雜。在達到一定空氣濕度和一定溫度時，固體粒子表面的水汽凝結過程會加劇，霾可以轉化為霧。

PM2.5是空氣動力學當量直徑小于或等于2.5μm的微細顆粒物的代號，與霧霾的產生和危害有密切相關關系。研究認為，中國東北地區冬季(11月份)PM2.5濃度與除了跟微風高濕度氣象條件有關外，還與區域化學物質輸送、集中供暖時期的化石燃料燃燒、污染物非法排放和生物質燃燒有關，其中氣象因素對PM2.5濃度上升的貢獻率為30%～50%，集中供暖和污染物非法排放貢獻率為60%～70%，生物質燃燒的貢獻率則為10%～20%[1]。顯然，氣象因素、集中采暖期化石燃料燃燒以及污染物非法排放是主要影響因素，應重點控制。

2 霧霾的危害

霧霾對人感覺器官及呼吸系統產生很強的刺激作用，顆粒物負載著有害物質時，還會對肝、胃和循環系統的功能產生破壞作用[2]，對呼吸系統的影響尤甚。PM2.5等細顆粒物顆粒體積和質量小，但其比表面積大，長期沉積在肺泡中會導致矽肺病，甚至引發肺癌。有時細顆粒物還會負載有毒有害物質、細菌、病毒等[3]，進入肺中就會進一步引發疾病。在霧霾天容易引發的疾病包括急性鼻炎、急性支氣管炎、咽炎等，換支氣管哮喘、支氣管炎、肺氣腫等呼吸系統患者，在霧霾天會誘使疾病急性發作甚至急性加重[2,4]。

3 防治措施

霧霾的影響和危害是顯而易見的，人們對其防治措施展開了深入研究，下面從環境宣傳教育、政策法規和技術角度分別進行分析。

3.1 環境教育

環境宣傳教育是提升國民素質、建設生態文明社會的必由途徑。顯然霧霾不是氣象因素變化后的必然結果，它與人為排放源有很大關系。教育和宣傳不僅要將科學原理和防治技術的宣傳，更要通加強環境法規的宣傳，讓人們認識到保護環境人人有責，作為生產者應主動承擔防霾降霾治霾的責任，作為公眾則睜大眼睛，拿起手中的法律武器，做好公眾監督者，抵制非法排污，維護公眾的合法權益。

3.2 政策與法規

環境政策與法規是維護正常社會秩序和約束環境行為的重要保障。十九大明確指出建設生態文明社會的發展方向。我國也已經建立了比較齊全的環境政策、法規和標準體系，并在進入二十一世紀后不斷進行修訂和完善。比如在大氣污染防治方面，2013年6月我國制定了《大氣污染防治行動計劃》[5]，即通常所講的“大氣十條”，明確要求用嚴格的法律和標準“倒逼”產業轉型升級、強制公開重污染行業和企業的環境信息、向公眾公開重點城市空氣質量并排名、加大環境違法行為的處罰力度等。

3.3 污染防控技術

從霧霾的產生機理、影響要素和對人產生的危害特征分析，對霧霾的防控主要是對細顆粒物的控制，其技術手段可按污染物產生到形成危害不同階段分為細顆粒物源頭防治、傳輸途徑、空氣凈化與呼吸系統防護等。源頭控制是指通過清潔生產、產業轉型、技術革新等手段減少細顆粒物向環境的排放，也包括重點工業企業的合理規劃和布局。尤其值得關注的是燃煤、交通的影響，強化收塵凈化煙氣、機動車尾氣治理、更換環保新能源等將是非常必要的手段。

城鎮化是今后若干年我國發展的必然趨勢，聚居地高層建筑日漸增多，近地風速因近地層摩擦力增大使得靜風頻率增加，綠地的減少也使得植被凈化功能變得微不足道。因此，合理規劃城市生態布局，在通過生態手段改善空氣質量的同時，改善城市人居環境。

近年來隨著霧霾天氣的頻率和嚴重程度增大，空氣凈化器和口罩等防護用品成為熱銷產品。空氣凈化器主要是依據靜電除塵和過濾吸附等原理進行設計的，其凈化能力差異很大，設備及耗材價格也有很大不同，根據功能、品牌來源和功率，從數百元到上萬元不等。我國自2016年3月起實施了重新修訂后的《空氣凈化器》(GB/T18801-2015)[6]，新國標對空氣凈化器提出了四個參數，CADR值(單位時間內潔凈空氣輸出量，該參數反映凈化效能)、CCM值(凈化器的潔凈空氣衰退到初始值50%時累計處理污染物的總質量，該參數反映凈化器的壽命)、能效等級(CADR與額定功率的比值，該參數反映單位空氣處理能耗)和噪音(凈化器達最大CADR值時產生的音量，并非靜音檔的噪音量)，對于規范凈化器生產和市場行為起到重要作用。

口罩是當下人們出行常備之物，尤其在霧霾天氣條件下，但并非所有口罩都對PM2.5有很好的防護效果。為了規范具有防護效果的口罩的生產，我國推出了《PM2.5防護口罩》標準(TAJ 1001-2015)，2016年3月起正式施行[7-8]，標準規定，PM2.5防護口罩產品按過濾效率分為兩級，1級 F95 ≥ 95%；2級 F90 ≥ 90%；按標準生產的口罩，按下述規定標記，F95口罩標記為TAJ 1001-2015-F95，F90口罩標記為TAJ 1001-2015-F90，其中“F”取自“防”字拼音首字母。圖1 是根據文獻[9]對市場上常見的六種口罩測試結果整理繪制，可以看出帶呼吸閥的特制口罩防護效果最好，一次性薄款口罩及普通棉質口罩的防護效果微乎其微。可見“防霾口罩”不能輕信商家宣傳，應注意相關標準標識和實際測試效果。此外，在關注對PM2.5過濾效果之外，還應注意是否貼臉密封效果和呼吸通暢程度。

A-薄款一次性口罩；B-醫用護理口罩；C-一般棉布口罩；D-濾網棉布口罩；E-帶呼吸閥3M口罩；F-無呼吸閥3M口罩

圖1 幾種常見口罩的PM2.5過濾效果對比

4 結論與展望

霧霾本質上是一種天氣現象，但形成霧霾并造成危害，卻有許多與人類有關的因素在內。化石燃料和秸稈等生物質的燃燒以及非法排污有重要貢獻。大氣污染已經引起我國政府和大眾的廣泛重視，制定了一系列政策、法規、標準；環境教育和技術手段在霧霾防治中不容忽視。隨著社會主義生態文明建設的推行，經過全國人民的共同努力，霧霾污染會在不久的將來被消除，我們的天空會更藍，空氣將更加清新。

[1]Yang T,Gbaguidi A,Yan P,et al. Model elucidating the sources and formation mechanisms of severe haze pollution over Northeast mega-city cluster in China[J].Environmental Pollution,2017,230(Supplement C):692-700.

[2]崔魯佳.霧霾的危害和預防[J].光彩,2017(1):62-63.

[3]李一帆.活性炭復載光催化防霧霾空氣凈化口罩的研制[J].當代化工研究,2016(9):80-81.

[4]孫 迪,王東梅.霧霾對人體的危害及其護理對策[J].循證護理,2017(1):37-40.

[5]國務院.國務院關于印發大氣污染防治行動計劃的通知(國發〔2013〕37號)[EB/OL]. [2017-11-05]. http://zfs.mep.gov.cn/fg/gwyw/201309/t20130912_260045.htm.

[6]中國輕工業聯合會.GB/T 18801-2015 空氣凈化器[S].北京:中國標準出版社,2015.

[7]侯春婷.終于有標準了:什么樣的口罩能防霧霾?[J].中國纖檢,2016(3):111-113.

[8]中國紡織品商業協會.TAJ 1001-2015 PM2.5防護口罩[S].北京:中國標準出版社,2015.

[9]新浪環保.別再瞎戴口罩了，試驗告訴你哪款口罩真實有效![EB/OL].[2017-10-28]. http://news.sina.com.cn/green/2015-12-08/doc-ifxmihae9262696.shtml?ad=1.