在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化步伐加快的形勢(shì)下，大氣氣溶膠污染日趨嚴(yán)重，由氣溶膠顆粒物導(dǎo)致我國(guó)能見(jiàn)度惡化，灰霾天氣成為一種常見(jiàn)環(huán)境災(zāi)害和污染事件。在中國(guó)部分區(qū)域存在4個(gè)灰霾天氣嚴(yán)重地區(qū): 長(zhǎng)江河谷、四川盆地、黃淮海地區(qū)和珠江三角洲。加強(qiáng)灰霾天氣氣候環(huán)境分析，研究灰霾天氣形成環(huán)境特征，對(duì)地區(qū)災(zāi)害防治、公眾健康保障和環(huán)境質(zhì)量改善具有重要理論意義與應(yīng)用價(jià)值。

一.灰霾天氣概述

1.1 定義分級(jí)

霾是一種天氣現(xiàn)象，又稱灰霾、陰霾、煙霞、大氣棕色云，是指大量極細(xì)微干性塵粒、煙粒、鹽粒等( 氣象學(xué)上稱為氣溶膠顆粒) 均勻懸浮于空中，使空氣混濁、視野模糊并導(dǎo)致能見(jiàn)度惡化，當(dāng)水平能見(jiàn)度低于10. 0 km、相對(duì)濕度小于80% 時(shí)，排除降水、揚(yáng)沙、浮塵、煙霧、吹雪、雪暴、沙塵暴等天氣現(xiàn)象造成視程障礙空氣普遍混濁現(xiàn)象。霾使遠(yuǎn)處光亮物微帶黃色、紅色，使黑暗物微帶藍(lán)色。

相對(duì)濕度小于80% 時(shí)，排除降水、揚(yáng)沙、浮塵、煙霧、吹雪、雪暴、沙塵暴等天氣現(xiàn)象造成視程障礙，按能見(jiàn)度大小劃分為四級(jí)，依次表示為輕微霾、輕度霾、中度霾、重度霾，霾天氣分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 霾天氣分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1. 2 分布特征

一年中冬春季( 當(dāng)年11 月至次年3 月) 采暖季灰霾天氣日數(shù)較多，約占全年50% 以上，這是因?yàn)椴膳救藗內(nèi)∨妥鲲埲紵罅炕剂?，加之冬春季氣溫低、氣壓高、降水稀少、氣候干燥、風(fēng)速較小、日照時(shí)數(shù)少、大氣層結(jié)穩(wěn)定、大氣逆溫出現(xiàn)頻率和強(qiáng)度較高，大氣污染物不易稀釋和沉降，致使大氣中總懸浮顆粒物、SO2、NOX等污染物大量堆積，容易形成灰霾天氣。

一年中夏秋季( 當(dāng)年6 月至10 月) 炎熱季灰霾天氣日數(shù)較少，這是因?yàn)檠谉峒救藗冚^少使用化石燃料，加之夏秋季氣溫高，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，空氣對(duì)流旺盛，大氣層結(jié)不穩(wěn)定，大氣污染物容易擴(kuò)散，同時(shí)大量降水沉降和稀釋作用，大氣中氣溶膠粒子大量減少，不易形成灰霾天氣。

1.3 霧霾比較

霧和霾是兩種天氣現(xiàn)象，世界氣象組織( WMO)和中國(guó)觀測(cè)規(guī)范等對(duì)此都有明確界定。霧和霾共同點(diǎn)都是能夠造成能見(jiàn)度下降，對(duì)于霧來(lái)說(shuō)，造成能見(jiàn)度下降主要原因是由于空氣中水汽凝結(jié)形成大量微小水滴或冰晶造成;對(duì)于霾來(lái)講，造成能見(jiàn)度下降主要原因是由于空氣中大量干性懸浮細(xì)顆粒污染物存在造成。霧和霾異同點(diǎn)主要在于組分類(lèi)型、水分含量、可見(jiàn)厚度、外觀顏色、邊界特征和水平能見(jiàn)度等。霧霾異同點(diǎn)比較見(jiàn)表2。

表2 霧霾異同點(diǎn)比較

二.灰霾天氣成因危害

2.1 形成原因

灰霾天氣形成原因一是：大氣水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多。近年來(lái)隨著城市建設(shè)迅速發(fā)展，大樓越建越高，阻擋和摩擦作用使風(fēng)流經(jīng)城區(qū)時(shí)明顯減弱，水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多，不利于大氣污染物擴(kuò)展稀釋，卻容易在城區(qū)和近郊區(qū)周邊積聚。

灰霾天氣形成原因二是：大氣垂直方向出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。逆溫層好比一個(gè)鍋蓋覆蓋在城市上空，這種高空氣溫比低空氣溫更高逆溫現(xiàn)象，使得大氣層低空空氣垂直運(yùn)動(dòng)受到限制，導(dǎo)致污染物難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。

灰霾天氣形成原因三是：懸浮細(xì)顆粒物和氣態(tài)污染物增加。近年來(lái)，隨著城市人口增長(zhǎng)、工業(yè)持續(xù)發(fā)展和機(jī)動(dòng)車(chē)輛猛增，使得懸浮細(xì)顆粒物PM2.5和氣態(tài)污染物二氧化硫、氮氧化物大量增加，PM2.5中可溶性粒子( 如硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽以及有機(jī)酸鹽等) 具強(qiáng)吸水性，它們與水蒸氣結(jié)合在一起，形成灰霾天氣，讓天空瞬間變得灰蒙蒙; 燃煤排放廢氣和機(jī)動(dòng)車(chē)排放尾氣中二氧化硫、氮氧化物是大氣細(xì)顆粒物PM2.5中硫酸鹽、硝酸鹽前體物，二氧化硫和氮氧化物與空氣中其他污染物經(jīng)過(guò)了一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)形成硫酸鹽、硝酸鹽等二次顆粒，由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化成固態(tài)污染物，成為PM2.5主要成分，二次污染過(guò)程成為PM2.5升高最主要原因，加重灰霾天氣形成與持續(xù)。

2.2 影響因素

灰霾天氣最主要影響因素是污染排放和氣象條件兩方面?？諝庵杏形廴疚?，就有可能形成霾，但如果此時(shí)氣象條件是狂風(fēng)大作大風(fēng)天氣或艷陽(yáng)高照晴朗天氣，污染物擴(kuò)散很快，就不會(huì)形成灰霾天氣。由于氣象條件是不可控的，因此應(yīng)加大力度控制污染排放，深入開(kāi)展大氣污染治理。

灰霾天氣影響因素一是：污染排放方面。形成灰霾天氣大氣氣溶膠主要來(lái)源于自然排放和人為排放，在一段時(shí)期內(nèi)，無(wú)論是自然排放還是人為排放氣溶膠顆?？偭看笾路€(wěn)定。現(xiàn)今全國(guó)各地都在大力推行節(jié)能減排，空氣中二氧化硫含量逐漸穩(wěn)步降低，但機(jī)動(dòng)車(chē)越來(lái)越多，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣逐漸成為大氣污染新貢獻(xiàn)者，雖然目前機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣在大氣污染物總體中含量并不特別大，但機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣會(huì)增加大氣氧化性，形成更多二次氣溶膠，導(dǎo)致更多霧霾天氣發(fā)生。

灰霾天氣影響因素二是：氣象條件方面。在一段時(shí)期內(nèi)，出現(xiàn)嚴(yán)重灰霾天氣或清新晴朗天氣決定性控制因素是氣象條件?；姻蔡鞖獬霈F(xiàn)時(shí)，一般伴隨靜小風(fēng)、強(qiáng)日照和低濕度，嚴(yán)重灰霾天氣無(wú)一例外都出現(xiàn)在邊界層強(qiáng)逆溫情況下，逆溫層如同一個(gè)鍋蓋，限制其內(nèi)物質(zhì)擴(kuò)散和稀釋;另一方面，城市化、工業(yè)化發(fā)展造成下墊面屬性改變，也使得城市大氣邊界層物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

2.3 存在危害

2. 3.1 影響健康

灰霾天氣存在危害一是：影響身體健康。專職醫(yī)師和健康專家經(jīng)常提醒公眾，生活在灰霾天氣可出現(xiàn)憋氣、咳嗽、頭暈、乏力、犯困、反胃、惡心、易怒等不良反應(yīng)，盡量減少外出; 灰霾天氣主要成分細(xì)顆粒物PM2.5能直接進(jìn)入人體呼吸道和肺葉，并沉積于上、下呼吸道和肺泡中，引起鼻炎、支氣管炎等病癥，長(zhǎng)期處于這種環(huán)境還會(huì)誘發(fā)肺癌;氣象科學(xué)家指出，灰霾與肺癌如影隨形，出現(xiàn)灰霾嚴(yán)重年份后，相隔7 年就會(huì)出現(xiàn)肺癌高發(fā)期，灰霾與肺癌有了“7 年之癢”;灰霾天氣還可導(dǎo)致近地層紫外線輻射減弱，易使空氣中傳染性病菌活性增強(qiáng)，導(dǎo)致傳染病增多。

灰霾天氣存在危害二是：影響心理健康。陰沉灰霾天氣容易讓人產(chǎn)生悲觀情緒，使人精神郁悶，遇到不順心事情甚至容易失控。

2. 3. 2 形成酸雨

灰霾本質(zhì)是“細(xì)顆粒物污染”，主要來(lái)自工業(yè)廢氣、汽車(chē)尾氣等氣體污染物經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)所形成“二次污染物”。南京信息工程大學(xué)專家曾專門(mén)對(duì)南京幾場(chǎng)濃霧進(jìn)行分析，用專門(mén)儀器收集來(lái)霧氣水就像渾濁“醬油湯”，甚至發(fā)黑。研究表明，灰霾組分中含水量很少，由硫酸、二氧化硫、二氧化氮等廢氣污染物形成酸霧卻較多，含有可溶和不可溶污染物濃度很高。

2. 3.3 農(nóng)業(yè)減產(chǎn)

灰霾天氣對(duì)農(nóng)業(yè)也有不利影響。研究表明，灰霾天氣太多，農(nóng)作物減產(chǎn)可達(dá)25%。氣象專家認(rèn)為，對(duì)農(nóng)作物影響應(yīng)該是間接的，比如在污染嚴(yán)重時(shí)候，會(huì)影響太陽(yáng)輻射，不利農(nóng)作物吸收太陽(yáng)光等。

2. 3. 4 引發(fā)事故

灰霾天氣出現(xiàn)時(shí)，空氣質(zhì)量差，視野能見(jiàn)度低，容易引起交通阻塞，繼而發(fā)生交通事故。

三.灰霾天氣控制治理

3. 1 控制措施

3.1.1 對(duì)主要污染源進(jìn)行控制: ①揚(yáng)塵污染控制;②機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染控制;③燃煤污染控制;④區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。

3.1.2加強(qiáng)灰霾天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：①開(kāi)展灰霾天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法研究和業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè); ②為公眾提供防御指引;③為政府實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)控環(huán)保措施決策服務(wù)。

3.1.3根據(jù)氣象條件動(dòng)態(tài)調(diào)控: 加強(qiáng)與氣象部門(mén)合作，根據(jù)氣象條件預(yù)測(cè)，對(duì)主要污染源實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)控。

3.1.4深入開(kāi)展灰霾控制研究: 開(kāi)展灰霾成因及其控制措施研究、顆粒物及其前體污染物對(duì)人體健康影響研究、環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與運(yùn)營(yíng)研究。

3.2 監(jiān)測(cè)方法

灰霾天氣監(jiān)測(cè)方法是建立區(qū)域灰霾監(jiān)測(cè)站，站內(nèi)除配備常規(guī)環(huán)境空氣污染物監(jiān)測(cè)儀器外，還包含水份監(jiān)測(cè)儀、濁度監(jiān)測(cè)儀、黑碳監(jiān)測(cè)儀、氣溶膠監(jiān)測(cè)儀、能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)儀、有機(jī)碳監(jiān)測(cè)儀、元素碳監(jiān)測(cè)儀、VOCS 監(jiān)測(cè)儀、UV 輻射計(jì)等灰霾監(jiān)測(cè)專用儀器，如需滿足預(yù)警預(yù)報(bào)，還應(yīng)配備大氣穩(wěn)定度監(jiān)測(cè)儀，可實(shí)現(xiàn)PM10、PM2.5、黑碳、臭氧、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、大氣穩(wěn)定度及氣象參數(shù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、降水、大氣壓、能見(jiàn)度、太陽(yáng)輻射等指標(biāo)監(jiān)測(cè)，能夠較好監(jiān)測(cè)造成灰霾天氣的主要物質(zhì)成分。

3. 2.1 標(biāo)準(zhǔn)型站

對(duì)灰霾天氣基本參量實(shí)施測(cè)量，主要監(jiān)測(cè)參數(shù)包括: 臭氧、PM10、PM2.5、PM1、渾濁度、能見(jiàn)度、消光系數(shù)、二氧化硫、氮氧化物、黑碳濃度、氣象參數(shù)、氣溶膠光學(xué)厚度等。

3.2. 2 擴(kuò)展型站

對(duì)灰霾天氣高級(jí)參量實(shí)施測(cè)量，主要監(jiān)測(cè)參數(shù)包括: 標(biāo)準(zhǔn)型灰霾監(jiān)測(cè)站所有參數(shù)、揮發(fā)性有機(jī)化合物、NOx、顆粒物粒徑分布、顆粒物化學(xué)成分、硫酸鹽、OC /EC、硝酸鹽、銨鹽等。

3.3 治理對(duì)策

3. 3.1 加強(qiáng)理念宣貫灰霾天氣導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，從一個(gè)側(cè)面反映出一些地方在發(fā)展經(jīng)濟(jì)同時(shí)，忽略了對(duì)生態(tài)環(huán)境、空氣質(zhì)量嚴(yán)格保護(hù)。因此，亟需各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部牢固樹(shù)立綠色、低碳發(fā)展理念，深入貫徹綠色GDP 理念，縝密審視經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與環(huán)境破壞、資源損耗之間關(guān)系，認(rèn)真實(shí)行綠色國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算，以追求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展來(lái)取代單純追求GDP，這是最根本最源頭“治理”。

3. 3.2 建立預(yù)報(bào)預(yù)警

建立灰霾天氣指數(shù)預(yù)報(bào)和灰霾天氣預(yù)警機(jī)制。一是在城市設(shè)立地基光學(xué)觀測(cè)點(diǎn)，與衛(wèi)星遙感資料相匹配，開(kāi)展氣溶膠光學(xué)厚度監(jiān)測(cè); 二是在城市周邊地區(qū)布設(shè)水平能見(jiàn)度觀測(cè)站和垂直能見(jiàn)度觀測(cè)站，開(kāi)展水平能見(jiàn)度和垂直能見(jiàn)度觀測(cè)并直接進(jìn)行灰霾天氣公眾服務(wù); 三是開(kāi)展大氣邊界層探測(cè)，定時(shí)掌握逆溫等邊界層特征與灰霾天氣關(guān)系，認(rèn)識(shí)工業(yè)化、城市化對(duì)大氣邊界層結(jié)構(gòu)影響，提高灰霾天氣預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，提高監(jiān)測(cè)、預(yù)防灰霾天氣能力; 四是加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)，評(píng)估大氣灰霾對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和氣候變化影響等。

3.3.3 開(kāi)展PM2.5防治

一是開(kāi)展城市PM2.5成因和對(duì)策研究，推進(jìn)科學(xué)治理政策法規(guī)建設(shè)，明確各級(jí)政府和部門(mén)責(zé)任，制定防治規(guī)劃和應(yīng)急方案;二是加快城市PM2.5監(jiān)測(cè)體系建設(shè);三是建立PM2.5評(píng)價(jià)考核機(jī)制，借鑒國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，建立健全包括PM2.5在內(nèi)環(huán)境評(píng)價(jià)、監(jiān)管考核制度，并列入政府及環(huán)保部門(mén)工作目標(biāo)責(zé)任制;四是加強(qiáng)區(qū)域大氣污染綜合治理，時(shí)下，PM2.5污染已呈區(qū)域性、復(fù)合性、擴(kuò)散性特征，需要相關(guān)城市聯(lián)防聯(lián)控、同心協(xié)力綜合治理。

3.3.4 推進(jìn)城區(qū)綠化

各類(lèi)植物是凈化大自然最好幫手，不僅能有效吸附空氣中有毒有害物質(zhì)，還可綠化美化。現(xiàn)代城市處處是鱗次櫛比高樓大廈，如果滿眼樹(shù)茂林密、草鮮花艷、披綠飄香，既凈化空氣又增強(qiáng)景觀。要充分發(fā)揮街道社區(qū)和公務(wù)機(jī)關(guān)、商店居家在植樹(shù)種草栽花中作用，協(xié)力推進(jìn)城區(qū)立體綠化、道路綠化、屋頂綠化、居室綠化，讓更多城區(qū)綠化發(fā)揮吸霾除塵、凈化空氣及美化環(huán)境等功能。此外，當(dāng)積極引入“強(qiáng)力凈化空氣”植物，農(nóng)林科研部門(mén)要培育善于吸收PM2.5綠色植物。

3. 3. 5 科學(xué)布設(shè)規(guī)劃

在城市規(guī)劃中，要注意研究城區(qū)上升氣流到郊區(qū)下沉距離，將污染嚴(yán)重工業(yè)企業(yè)布局在下沉距離之外，避免這些工廠排出污染物從近地面流向城區(qū); 還應(yīng)將衛(wèi)星城建在城市熱島環(huán)流之外，以避免相互污染。要充分考慮大氣擴(kuò)散條件，預(yù)留空氣通道。增加城市綠地，讓城市綠地發(fā)揮吸煙除塵、過(guò)濾空氣及美化環(huán)境等環(huán)境效益，從而凈化城市大氣，改善城市大氣質(zhì)量。

四.結(jié)語(yǔ)

“空氣關(guān)乎民生”已成為各級(jí)政府執(zhí)政理念，灰霾天氣防控治理不可一蹴而就，是一個(gè)較為長(zhǎng)期整治過(guò)程。各級(jí)政府和決策部門(mén)須進(jìn)一步加強(qiáng)灰霾天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，將建立灰霾天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)控制排污系統(tǒng)、污染源排放控制決策系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，依據(jù)灰霾天氣強(qiáng)區(qū)域性和大氣流動(dòng)性，立足整體并統(tǒng)一規(guī)劃，綜合運(yùn)用各種防治措施: 制定綜合防治計(jì)劃;調(diào)整工業(yè)能源結(jié)構(gòu);改善民用燃料結(jié)構(gòu);完善城市綠化系統(tǒng);進(jìn)行區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控和污染物協(xié)同控制，以有效應(yīng)對(duì)灰霾天氣并達(dá)到最佳治理效果。

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