新年之美麗雪景作文
中國能源學(xué)會(huì )副會(huì )長(cháng)、國家“973”計劃風(fēng)能項目首席科學(xué)家顧為東公布的最新研究成果顯示,與英美等國家工業(yè)化過(guò)程中的“霧霾”相比較,中國“霧霾”形成機理既具有普遍性,又具有特殊性。

他認為,中國工業(yè)化進(jìn)程中工業(yè)等污染和廣大郊區、農村的土壤、水源嚴重污染的疊加效應,是中國嚴重霧霾形成的特殊機理。該項研究得到了國家973計劃和國家科技支撐計劃資助。
2012年冬以來(lái),“霧霾”頻繁肆虐于中國北京以及廣大中東部地區上空,其范圍之廣、時(shí)間之長(cháng)、影響之重,令全國乃至全世界感到震驚。
氣象學(xué)解釋?zhuān)F是氣溶膠系統,是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的、能見(jiàn)度降低到1000米以?xún)鹊淖匀滑F象。霧和霾的區別在于水分含量的大。核趾窟_到90%的叫霧,水分含量低于80%的叫霾。80%~90%之間的,是霧和霾的混合物,主要成分是霾。
中國“霧霾”在減排中仍逆勢增長(cháng)
顧為東介紹,中國“霧霾”發(fā)生的頻率和濃度并不低于當年美國洛杉磯、匹茲堡和英國倫敦。然而,中國“霧霾”的結構和生成機理和它們既具有共性,也具有特殊性。他認為,歐美國家霧霾發(fā)生的強度與大氣污染物,如土壤塵、燃煤、生物質(zhì)燃燒、汽車(chē)尾氣與垃圾焚燒、工業(yè)污染和二次無(wú)機氣溶膠等產(chǎn)生和排放強度呈正相關(guān),易于掌握霧霾的產(chǎn)生規律和強度變化。
而中國霧霾大范圍的產(chǎn)生在宏觀(guān)上卻并不與大氣污染物排放強度呈正相關(guān)。如在夜間,運行中的汽車(chē)大幅減少、工廠(chǎng)停產(chǎn)、工地停工、職工下班、商業(yè)打烊、發(fā)電廠(chǎng)負荷下降,向大氣中排放污染物的強度大幅降低,但“霧霾”的強度卻顯著(zhù)增強;早上,生產(chǎn)生活恢復正常,向大氣中排放污染物的強度提高,但“霧霾”強度卻穩定或呈下降趨勢。這種變化趨勢并不是偶爾發(fā)生的現象,而是形成一般性的規律。
此外,我國“霧霾”在節能減排的趨勢中逆勢增長(cháng),與歐美不一樣。上世紀,倫敦發(fā)生嚴重霧霾后,英國先后頒布了《凈化空氣條例》、《清潔空氣法案》、《空氣污染控制法案》,規定工業(yè)燃料里的含硫上限;通過(guò)征收氣候變化稅、設立碳基金、建立碳排放交易制度等激勵和懲罰機制,促使企業(yè)進(jìn)行節能減排。多管齊下,逐漸摘掉了“霧都”的帽子。
近年來(lái),中國加大節能減排力度,推廣燃煤機組煙氣超低排放技術(shù),嚴格控制二氧化硫、氮氧化合物、煙氣等達標排放;提高天然氣使用比例,2013年天然氣消費量突破1600億立方米。2013年全國能源消耗強度下降3.7%,即減少了2.2億噸煤炭消耗。如北京還通過(guò)政府補貼,取消家庭燃煤取暖,全部使用電取暖器。北京、天津和河北的粉塵量也大幅度下降。
但受多方面因素影響,霧霾問(wèn)題卻在近兩年有所加劇。特別是北京區域“霧霾”并沒(méi)有隨著(zhù)上述節能減排和粉塵增長(cháng)速度下降而減少,反而頻率越來(lái)越高、重“霧霾”越來(lái)越多,同樣呈逆勢增長(cháng)。研究還發(fā)現,中國“霧霾”與新能源應用比例正相關(guān),與歐美不一樣。
與土壤水等面源污染密切相關(guān)
科學(xué)界形成的共識是:“霧霾”的形成與氣溶膠有直接關(guān)系。
研究顯示,在大氣環(huán)流相對穩定時(shí),大氣層低空的空氣垂直運動(dòng)受到限制,其中的氣溶膠難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面,各種氣溶膠污染物逐漸堆積產(chǎn)生“霧霾”。
一般情況下,小風(fēng)、高濕、逆溫等穩定的氣象條件易導致“霧霾”。這也是“霧霾”的普遍性特征。顧為東認為,解決“霧霾”問(wèn)題,不能停留在對其普遍性特征的研究上,要對其特殊性進(jìn)行深入剖析。如同美國與英國霧霾結構和組成不同一樣,有其地域特征,我國也是如此。
研究發(fā)現,中國霧霾頻發(fā)和嚴重性與我國東部地區水土環(huán)境面源污染、大量滋生微生物種群有直接關(guān)聯(lián)。
微生物廣泛分布于自然界中。顧為東解釋說(shuō),微生物最主要的特點(diǎn)就是體積小、種類(lèi)多、繁殖迅速、環(huán)境適應能力強。
土壤為微生物生長(cháng)提供了所需要的各種基本要素,而且還具有保溫性能好、緩沖性強等優(yōu)點(diǎn),因此,土壤是微生物的大本營(yíng)。土壤中尤以細菌最多,約占土壤微生物總量的70%-90%;水環(huán)境是微生物棲息的第二天然場(chǎng)所。城市生活污水、工業(yè)廢水,有機物含量高,種類(lèi)復雜,其中的微生物多為腐生型細菌和原生動(dòng)物;空氣雖然不是微生物生長(cháng)繁殖的良好場(chǎng)所,但土壤、水體、各種腐爛的有機物以及人和動(dòng)物、植物體上的微生物,都可隨著(zhù)氣流運動(dòng)被攜帶到空氣中。
上述研究揭示了一個(gè)并不被常人注意的現象:如北京已經(jīng)被2000多座垃圾場(chǎng)包圍,目前每天垃圾處理缺口高達8000噸,仍以每年8%-10%的速度增長(cháng)。而嚴重霧霾的快速形成與擴散,就與微生物的繁殖能力有關(guān)。
通過(guò)對微生物的研究發(fā)現,微生物都是以驚人的速度“生兒育女”的。當微生物飄移到大氣中,吸附在氣溶膠凝結核表面,就進(jìn)入生命周期的遲緩期;當土壤中水分蒸發(fā),并且攜帶氨氮營(yíng)養物,與氣溶膠凝結核結合,就為微生物生長(cháng)提供了水分、養料和氧氣,使微生物進(jìn)入對數生長(cháng)期。如大腸桿菌在合適的生長(cháng)條件下進(jìn)入對數生長(cháng)期時(shí),12.5-20分鐘就可繁殖一代,每小時(shí)可分裂3次,由1個(gè)變成8個(gè)。這種繁殖速度仍比高等生物高出千萬(wàn)倍。
附著(zhù)在氣溶膠顆粒上的微生物在適宜條件下迅速繁殖,從而使氣溶膠體積迅速增大,最終形成“霧霾”。如常溫常壓下,氣溶膠顆粒只有0.1微米,但隨著(zhù)微生物迅速繁殖,氣溶膠體積可以迅速增長(cháng)到2.5微米、5微米,甚至10微米,達到“霾”的標準。
微生物繁殖的必要條件是溫度、水分、氧氣和養分。只要這些條件得以滿(mǎn)足,微生物就能夠快速繁殖,并且達到一定規模,形成微生物群。研究發(fā)現,“霧霾”以冬春最為嚴重,這時(shí)中國中東部地區的溫度恰好普遍在5-20攝氏度溫度區間。早春季節,幾乎每一次北方干旱冷空氣南下,均會(huì )引發(fā)土壤水分攜氨氮營(yíng)養物蒸發(fā)的水汽會(huì )迅速凝結出來(lái),為產(chǎn)生重霧霾創(chuàng )造條件。
微生物生長(cháng)最重要的養分就是氨和氮。研究發(fā)現,氨和氮產(chǎn)生的根源是水源的富營(yíng)養化污染。中國水體中的營(yíng)養物污染或水體富營(yíng)養化問(wèn)題,在過(guò)去50年里呈指數增長(cháng)。同理,污染和富營(yíng)養化也為土壤中微生物的大量繁衍提供了條件,造成微生物在土壤大量富集,冬春旱季可隨著(zhù)氣流運動(dòng)被攜帶到空氣中。
兩方面加大治理“霧霾”力度
對于中國的治霾問(wèn)題,顧為東認為,從長(cháng)遠看,必須加強水土保持力度,加大水體富營(yíng)養化污染的治理和生態(tài)修復;減少化肥使用量,減少農村面源污染,抑制微生物種群的形成和蔓延。消除“霧霾”,可以從打破大氣中微生物群的生存環(huán)境入手,有效抑制和消減重度“霧霾”的形成。
在具體措施方面,顧為東建議,應充分考慮霧霾的普遍性和特殊性,從兩個(gè)方面加大治理力度:一是從普遍性角度入手,減少傳統的土壤塵、燃煤、生物質(zhì)燃燒、汽車(chē)尾氣與垃圾焚燒、工業(yè)污染和二次無(wú)機氣溶膠等凝結核的產(chǎn)生;二是從特殊性角度入手,繼續深入研究“霧霾”中的微生物種群和分類(lèi)。
篩選起主要作用的微生物,分析在冬春季節最適宜的繁衍條件溫度、濕度、養分,并確定這些微生物種群區域性集聚地,并針對性制定治理舉措;研究控制土壤等面源污染的具體舉措,減少和阻斷蒸發(fā)水分中的氨氮等營(yíng)養物,降低微生物群的繁衍速度;尋找和探索區域性與霧霾相關(guān)聯(lián)的微生物群發(fā)生規律和治理辦法。
上述研究成果還建議,大力推進(jìn)城市公共環(huán)境衛生,消滅城市衛生死角,減少城市中凝結核的產(chǎn)生和微生物的繁衍集聚。
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