大氣霧霾的成因、危害與治理

楊 倩，王慧妍，楊余釩，白恩爽，張敬宇

（沈陽師范大學，遼寧 沈陽 110034）

1 引言

近年來，我國的社會經濟和科技迅猛發展，但隨之而來的環境問題也日益凸顯出來，尤其是大氣污染問題。經研究表明，在部分大中城市中，大氣霧霾已成為城市大氣污染的主要誘因，這給人們的生活環境、身體健康以及正常生活都帶來了嚴重危害。因此，治理大氣霧霾的工作已迫在眉睫。當前，中國在生態文明建設的道路上不斷探索前行，而綠色環保已成為新時代科技發展的重點話題。基于上述背景，本文將圍繞霧霾問題展開分析，并重點總結了大氣霧霾的成因，危害以及治理措施等，同時，對大氣霧霾的治理前景進行了展望。

2 大氣霧霾的成因

霧霾是霧和霾的組合詞。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顆粒，而霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠顆粒，該物質會造成視覺障礙。因此，霧霾天氣是一種大氣污染狀態，也是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的概述[1]。霧與霾的主要區別是水汽含量的多少，當水汽含量＞90%時，稱為霧；當水汽含量＜80%時，稱為霾；當介于80%～90%之間時，則是霧和霾的混合物，即霧霾。通常，霧霾形成的原因有很多種。

2.1 自然氣象因素

霧霾天氣的形成與飄忽不定的氣象有很大的關聯，如果天氣一直處于同一溫度，則對于地表空氣來說，其流動是相對穩定的。而當溫度飄忽不定，冷空氣勢力較弱時，比較容易出現大霧，而當近地面相對濕度較大，風力較小，則夜間的降溫幅度也會比較大，此時空氣易達到飽和凝結。近年來，隨著工業的快速發展，城市中機動車尾氣以及其他煙塵排放源排出的顆粒即微米級的細小顆粒，大量增加，會使大量的顆粒懸浮物滯留在空氣中，并由于空氣飽和而出現凝結情況，這樣會極易造成污染物在近地面層積聚，從而導致霧霾天氣形成。

2.2 水平方向靜風現象和垂直方向逆溫現象

當前，隨著城市的樓房越建越高，地面摩擦系數會增大，這會使風在流經城區時明顯減弱，而靜風現象明顯增多，這對于大氣污染物向城區外圍擴展稀釋產生了不利影響，并且，很容易導致城區內高濃度污染[2]。經調查分析，我國霧霾天氣的分布規律一般是中西部地區少，東部地區多，鄉村少城市多，春夏季少秋冬季節多。而當逆溫層處于一個城市的上空時，因為逆溫現象，城市高空的溫度要比低空的溫度高的多。所以，低層大氣溫度升高相對緩慢，而污染物在正常的氣候條件下，會從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴散，會逐漸循環排放到大氣中，但由于逆溫現象，低空的溫度會更低，導致污染物被阻滯在低空和近地面，且在低空停留的時間增加，不能及時排放出去，這樣的惡性循環就會造成城市上空出現顆粒物沉積的現象，即霧霾現象[3]。

2.3 人為因素

通常，汽車尾氣、農作物燃燒和化石能源燃燒等釋放出的有害物質，都會在一定程度上使空氣中的懸浮顆粒和二氧化硫等有害氣體含量增加，最終造成霧霾現象[4]。隨著城市的發展與進步，能源消耗，工業廢棄物排放，以及日常生活和其他對空氣有污染的物質的過量釋放，都在一定程度上增加了霧霾天氣的出現次數。如私家車保有量的增加，會使汽車尾氣排放的污染物大幅增加；而企業由于缺少環保意識，不按要求安裝空氣凈化裝置，導致大量不符合標準的有害氣體排入大氣中；還有，煤炭的大量使用也對大氣環境造成了一定的污染，以上這些現象都是導致霧霾天氣增加的原因。

3 危害

3.1 影響生態環境，引起氣候變化

由于大氣霧霾中會含有大量的氮氧化物、硫化物，這些物質一旦溶于水即形成酸雨，而酸雨會造成建筑物腐蝕、地下水酸化、刺激人體皮膚、對水產養殖和人類日常生活都產生了不利影響。同時，霧霾中也含有大量的含氟物質，這會引起臭氧空洞效應。而過量的紫外線照射，會加重溫室效應，進而提高地表溫度，加速南北極冰川融化，使全球氣候變暖[5]。此外，動物吸入霧霾中的有害物質，會導致各種疾病及基因變異。同樣，霧霾也會嚴重影響植物的光合作用和呼吸作用，當霧霾含量較高時，含氧量就會降低，當沒有氧氣為光合作用提供原料時，且又吸入大量的有毒顆粒物，會使植物生病。同時，空氣流動性降低，陽光也會減弱。

3.2 危害人類身心健康

3.2.1 危害人們身體健康

（1）通常情況下，當霧霾中高濃度的細顆粒物進入人體肺部時，會堵塞肺部的局部組織，從而使局部支氣管無法通氣，導致換氣功能喪失。并且，霧霾中的有害有毒物質會刺激腐蝕肺泡壁，感染肺部器官，長期以往會使呼吸道防御機能受損，進而使人們發生支氣管炎、肺氣腫和支氣管哮喘等疾病。霧霾不僅會危害嚴重人類的呼吸系統，更會影響心血管系統的健康。如當霧霾中的顆粒物籠罩在大氣層中時，會減少大氣的含氧量，從而加重了人們的呼吸強度，嚴重時可導致心肌缺血，心衰。而當霧霾中的顆粒物進入人體，參加血液運輸時，既會爭奪血紅蛋白，還會溶解在血液中，從而誘發炎癥，導致血管收縮，血管功能紊亂，并釋放出大量氧自由基，最終形成血栓，造成血壓升高及動脈粥樣硬化斑塊形成等。此外，霧霾還可以通過影響肺部神經系統，刺激交感神經，進而影響心臟的自主神經系統，最終引發心率升高和心律失常等 疾病[5]。如果人腦長期暴露于高濃度的霧霾天氣下，還會因神經系統受損，導致大腦衰老退化。總而言之，很多疾病在遇到霧霾嚴重時，都會發作或加重。

（2）PM2.5還具有致癌性和促癌性，這是因為顆粒物表面可以吸附大量有毒可致癌的重金屬鉻、鎘、鎳等化學物質，以及空氣中的細菌病毒等，這些有害物質會通過人體的呼吸道吸入，極大增加了人體患病幾率。經研究發現，霧霾中的有害顆粒物比香煙里的有害物質更多，所以，吸入霾比吸煙更致癌。需要引起注意的是，霧霾傳播也可能加重抗生素的耐藥性，這對于人類需要抗生素治療的疾病非常不利。

3.2.2 危害人們心理健康

霧霾天氣還會對人們的情緒產生影響。這是因為人類的情緒很容易受氣候變化的影響，當太陽光被空氣中的霧霾顆粒物散射或吸收時，光照會減弱，從而會刺激大腦視覺中樞。當空氣中的顆粒物濃度很高時，氣壓會降低，會使人產生瞌睡感，易焦慮煩躁，易悲觀抑郁，導致處理事情時易情緒失控[6]，甚至會頭痛、失眠。如果這種不良環境持續時間過長，還有可能誘發焦慮抑郁癥，引發霧霾天情感障礙等。

3.3 影響公眾交通出行

當霧霾天氣出現時，空氣質量較差，能見度會降低，從而會影響駕駛員的視線，甚至會影響駕駛員的判斷，在這種情況下，駕駛員不得不降低車速，這樣就容易導致交通堵塞；而當霧霾嚴重時，駕駛員視線會受阻，極易引發交通事故。所以，為了避免霧霾天氣交通事故的發生，機場、高速公路、輪渡港口都會在霧霾天氣嚴重時關閉，從而使人們的交通出行受到一定影響。

3.4 危害農業生產

眾所周知，植物是通過光合作用來促進其生長的。但在霧霾天氣時，一方面，漂浮在空氣中的霧和霾會沉淀在農作物的葉片上，進而會影響農作物的呼吸功能；而當植物吸收了空氣中的無機物和二氧化碳中的有毒物質和細菌病毒時，因植物根莖無法將這些物質排出，當其超出植物所能負擔的值時，就會對植物造成嚴重污染，例如會出現根瘤，種子基因變異等情況[7]。而另一方面，當空氣中的霾含量升高時，會減弱大氣紫外線的射入，當照射的陽光強度減弱時，植物光合作用的原料之一ATP也會大幅減少，勢必會造成植物產量下降。并且，不良的溫室氣體環境會有利于細菌病毒著床，導致病毒大量迅速繁殖，從而使牲畜誘發疫病，這會給養殖戶帶來較大的經濟損失。

4 治理

4.1 技術層面

4.1.1 加強源頭把控，防治污染源

霧霾防治首先要從源頭抓起，無論是交通污染源，還是工業污染源以及生活污染源，都會對霧霾的形成產生一定影響。

（1）在防治交通污染源時，可以通過改進汽車發動機的燃油系統及尾氣排放等性能，有效控制汽車不產生污染或產生較少污染[8]。目前，已有相關人員對此方面進行了研究，如利用新能源汽車來代替燃油汽車，就可以不產生污染；還可以在汽車尾氣排放的處理器中使用脫硫脫硝的催化劑技術，就可以使汽車尾氣在達標后進行排放。同時，鼓勵人們出行盡量乘坐公共交通工具，提倡綠色出行。

（2）工廠企業所產生的霧霾主要是由燃煤煙氣、工業廢氣及揚塵等構成，所以，可以要求工廠企業在廢氣排放處增設廢氣處理器，保證其中的有害物質得到有效處理后，再排放至大氣中。其中，脫硫脫硝是廢氣處理的主要步驟，我國有90%的工廠都安裝了脫硫裝置，但該技術仍需進一步開發研究。除此之外，還可以在工廠企業內部放置吸附劑，以吸附廢氣中的粉塵、灰塵等[8]；還可以將煤炭氣化后燃燒，從而用煤氣代替煤炭，用于發電和供熱；并且，大型的施工現場要進行全封閉設置，以減少揚塵等。以上這些措施都是從源頭防治霧霾的重要手段。

4.1.2 優化能源消耗結構，發展新能源

一直以來，我國的能源結構仍以煤炭為主，其燃燒所產生的硫、氮的化合物也會促使霧霾的形成，因此，要有效防治大氣中的霧霾必須從改善能源結構入手。而積極開發清潔新能源，也需要加大對新能源資金的投入，還要增加風能、太陽能、地熱能的使用；在交通方面，同樣要加大新能源汽車的研制與開發力度，并大力推廣使用新能源汽車；同時，促進產業升級，用能源消耗低、生產效率高的新工業措施替代能源消耗大、生產效率低的舊工業措施[9]。所以，大力改善能源消耗結構，也是減少霧霾污染的重要手段。

4.1.3 開展科學研究，制定達標計劃

相關部門要加大對霧霾的組成以及形成條件的科學研究，可在不同的城市建立研究霧霾的實驗室。在實際工作中，由于不同的時間段、不同研究地點的取樣不同，因此，其研究結果中霧霾的組成也可能不同。所以，不同的城市需要采取不同的治理方案。而且，治理方案應符合城市的發展特點，在此基礎上，各個城市要制定符合自己城市特點的廢氣排放高標準、工業揚塵的消除等計劃，并正確引導新能源的使用，從而對大氣霧霾污染展開綜合防治。

4.2 政府與政策層面

4.2.1 建立霧霾預警系統，出臺霧霾天氣應急預案

在大氣霧霾治理的過程中，相關部門要設立霧霾監測點，在繼續沿用地面人工觀測手段的同時，再應用激光雷達、衛星遙感等方法，通過在大氣層內監測氣溶膠的垂直分布特征，來分析霧霾的形成過程。還可以通過氣象衛星監測地面污染物的分布特征，以此對空氣霧霾進行實時監測，從而逐漸提高對霧霾的預警能力和風險信息分析能力，這樣就可以建立起霧霾的預警系統，還可以相應制定預警應急預案[10]。所以，當霧霾天氣出現時，就可以通過微博、微信等公共媒體，及時發布實時的空氣質量情況，這樣就可以讓人們采取正確有效的防護措施。

4.2.2 制定法律法規

國家政府部門要相應出臺環境保護法、大氣污染防治法等法律法規，且在地方政府的大力配合下，嚴格約束工廠企業的排污行為，嚴格控制排污總量，力爭從源頭控制以霧霾為首的大氣污染。除此之外，也應在憲法中加入霧霾治理的相關法律，讓人們意識到保護和改善生態環境是治理霧霾的根本手段。

4.2.3 統籌區域聯防，科學布設規劃

因霧霾具有傳播的特點，為避免其擴散，應統籌不同區域的規劃，并建立區域霧霾聯防聯控機制，促使區域內的城市共同協作治理霧霾。所以，可根據城市結構，合理布局城市的功能分區以及工業區，并把防治重點定位重污染區，這在一定程度上能有效緩解污染。此外，提高城市的綠化面積也是防治霧霾的重要措施，因為綠色植被可以吸附與吸收污染物，對空氣也能實現一定程度的凈化。因此，在城市布局中，要使工業區遠離住宅區，并通過增大綠化面積，減少霧霾帶來的危害[11]。

4.2.4 轉變經濟發展方式，建立完善的可持續發展戰略

在以前，粗放型的經濟發展使我國的能源資源不堪重負，造成了諸多突出的環境問題，所以，治理霧霾天氣需要從根本上改變經濟的增長形式，要保證經濟增長不以破壞生態環境為代價，要努力建設資源節約型、環境友好型社會[11]。以此全面促進產業結構的調整與升級，以降低高污染、高消耗、生態破壞這三類企業在經濟建設中的比例，從依靠人力資源為基礎向科技創新為主導轉變，并提倡應用節能環保型新技術，同時，在大力發展循環經濟的基礎上，建立完善的可持續發展戰略。

4.3 民眾層面

4.3.1 提升環保意識，動員全員參與

霧霾治理是一個復雜且長期的工程，不是一蹴而就能解決的問題。因此，民眾提升霧霾防治意識至關重要。所以，在生活中要加強環保科普教育，讓人們樹立起“保護環境，人人有責、從小事做起、從自己做起”的環保理念；要樹立提倡環保的先進典型，以此營造濃厚的防治霧霾的氛圍，讓大家達成綠色生活的共識，并自愿加入到霧霾防治中。

4.3.2 從教育入手，以個人帶動集體

當前，要優先教育發展學生群體，因為學生的素質及對環境治理的態度對于霧霾治理的成功與否很重要。所以，要從小學生開始進行霧霾治理的教育，由淺至深，對大學生要進行更深入的教育。這樣，當學生個體對于霧霾的治理起到作用時，就能通過學生個體影響家庭、社區、社會，也就真正做到了從教育入手，個人帶動集體的效果，從而促進整個社會人員都參與到霧霾的防治工作中。

5 結語

綜上所述，本文主要分析了霧霾的成因，并闡述了其對人體健康、生活交通、農業生產和生態環境等方面產生的危害，也從技術層面、政府與政策層面、民眾層面相應提出了對霧霾治理的建議。目前，通過技術改進，相關治理政策的頒布實施等，霧霾現象已有了明顯緩解。相信在不久的將來，在全社會的共同努力下，會有效治理霧霾天氣，從而可以營造出更清潔、健康、綠色的大氣環境。