雾霾的形成原因以及防控措施研究.

华中师范大学研究生课程论文
论文题目雾霾的形成原因与防控措施研究
完成时间2014月5月24日
课程名称自然灾害预测、防止与风险评估
专业农业推广
年级2012级
目录
雾霾的形成原因与防控措施研究 (3)
摘要： (3)
关键词： (3)
正文： (4)
1、雾霾形成机理与危害 (4)
1.1雾霾是什么？ (4)
1.2 雾霾的形成机理 (5)
1.2.1 气溶胶组成及来源 (5)
1.2.2气象条件 (6)
1.3雾霾的危害 (7)
1.3.1人体健康危害 (7)
1.3.2经济损失评估 (7)
3、雾霾监测与防控 (8)
3.1雾霾的监测 (8)
3.1.1 地面监测 (9)
3.1.2激光雷达监测 (9)
3.1.3 卫星遥感监测 (10)
3.2雾霾的控制策略 (10)
3.2.1 技术层面 (10)
3.2.2 政策层面 (11)
3.2.3 民众教育层面 (12)
参考文献： (13)
雾霾的形成原因与防控措施研究
农业推广邬华强
摘要：
近年来，我国雾霾天气在城市群中不断地出现，空气质量的问题引起人们广泛的关注和大量的讨论。

雾霾天气的频繁发生，大面积的雾霾事件不仅会导致社会经济的损失，对社会秩序和人体健康也构成了危害，特别是构成雾霾的PM2.5对人体健康影响很大，严重影响人民群众的生产和生活。

本文通过分析雾霾成因、危害以及经济损失评估，从监测、评价、控制等角度阐述我国雾霾防控措施。

关键词：
雾霾成因经济损失防控措施
引言：2013年1月，北京及周边地区遭受长达26日的雾霾天气。

同年10月，东北三省遭遇雾霾侵袭，哈尔滨出现史上最重雾霾，最低能见度小于10米。

在全国范围内，华北至西南地区形成了2200多里的污染线。

“雾霾”的频繁出现，加大了政府对大气环境治理的决心。

2013年6月，国务院出台《大气污染防治十条措施》，努力践行“同呼吸，共奋斗”的行为准则。

随后，中央各部门及地方政府先后出台了《大气污染防治行动计划》、地区落实大气污染防治行动计划实施细则等文件。

当前，探究雾霾形成机理，找到雾霾的监测与控制方法，已成为建设“美丽中国”，建立人与自然和谐社会的重要课题。

正文：
1、雾霾形成机理与危害
1.1雾霾是什么？
雾和霾其实是不一样的，它们是两种自然天气现象，我们日常生活中提到的“雾霾”是因为雾和霾这两种天气现象常常结伴而行，故而称之为“雾霾”。

在中国气象局《地面气象观测规范》中对雾和霾有着明确的定义【1】。

雾是大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度小于1千米的天气现象，记为“≡”。

微小水滴或已湿的吸湿性质粒所构成的灰白色的稀薄雾幕，使水平能见度大于等于1千米、小于10千米的天气现象定义为轻雾，记为“＝”。

霾则是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10千米的空气普遍混浊现象，记为“∞”。

我们日常生活中提到的“雾霾”，就是区域性能见度低于10千米的空气普遍浑浊现象。

在传统空气环境中，人类的活动影响较弱，大气中的气溶胶粒子可视为背景气溶胶，其主要来源为自然环境，比如地面扬尘，海洋表面吹入大气的液滴，以及突发性的剧烈自然活动【2】。

而随着经济的发展，人类活动影响程度显著增强，工业生产、机动车尾气都使得人为源气溶胶排放量加大。

这些人为源气溶胶造成的能见度恶化事件越来越多，特别是严重空气污染的城市，雾霾可以频繁的出现。

因此，当下我国的“雾霾”，是人为源气溶胶粒子主导，在高湿度条件下引发的低能见度极端天气。

1.2 雾霾的形成机理
1.2.1 气溶胶组成及来源
霾的形成与气溶胶有直接关系，霾的污染就是气溶胶污染；雾的形成也与气溶胶有很大关系，没有气溶胶粒子的参与，在实际情况中也无法形成雾。

因此，研究现今气溶胶的污染情况，是解决雾霾天气的重要途径之一。

①一次气溶胶颗粒
不同粒径的气溶胶颗粒由于它们不同的来源，可分为粗颗粒和细颗粒，粗颗粒主要组成一次气溶胶。

在自然源中，颗粒通常由风蚀性引起，如矿物沙尘、海盐（如土壤尘、火山灰、海面水滴等）和生物质颗粒（如孢子、花粉、谷粒和植物碎片）【3】；在人为源中，主要包括化石燃料燃烧形成的废气，生物质燃烧产生的烟尘等碳黑粒子。

一次气溶胶粒子通常粒径大、质量浓度高，但数浓度低，对霾的贡献有限，主要受排放强度的控制【4】。

②二次气溶胶颗粒
污染源排放入大气中的气体经化学反应后，产生蒸汽压较低的物质，一部分转化为气溶胶粒子（二次气溶胶颗粒），一部分生成臭氧。

在形成方式上，二次气溶胶主要有三种方式：一是直接由气体形成气溶胶粒子；二是新粒子通过碰撞、聚集，形成更大的粒子；三是通过凝结等方式形成粒径更大的粒子。

在二次气溶胶形成过程中，大气相对湿度是重要影响因素。

相对湿度决定了二次粒子的生成和低空积累，而且影响着二次粒子的增大与散射率的变化【5】。

张小曳等人发现，PM10质量浓度中有超过50%为二次气溶胶，而且二次气溶胶的形成和PM10的浓度变化受天气条件影响很大【6】。

1.2.2气象条件
一定的气象条件作用下，大气中的气溶胶才会形成雾霾天气。

首先，在大气环流相对稳定时期，区域大气层稳定，在垂直方向上出现逆温层，这种上暖下冷的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，低空空气中的气溶胶难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面，各种气溶胶污染物逐渐堆积【7】。

特别是进入秋季（春季由沙尘污染影响更强），随着太阳高度角降低，太阳辐射减少，大气环境更加稳定，在夜间更易出现静稳，同时夜间地面辐射增强，高层冷空气较弱，温度较低层空气高，很容易在地面形成逆温层，产生雾霾天气【8】；其次，城市建筑群密集造成下垫面属性改变，使得大气边界层物理结构发生变化，建筑的阻挡和摩擦使风流经城区时明显减弱。

静风现象的增多，不利于气溶胶的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边
积累。

一般情况下，小风、高湿、逆温等稳定的气象条件易导致
雾霾天气的发生。

1.3雾霾的危害
1.3.1人体健康危害
2013年1月份全国雾霾天气期间，数据记录显示，北京各大医院门急诊呼吸疾病的患者增加了两成左右；上海医院的呼吸科门诊量增幅达三成，其中慢阻肺、哮喘病人占大多数。

世界卫生组织已发表报告，大气污染不仅从宏观上会对人们的身体健康造成影响，并且也是身患癌症致死的重要外部原因，雾霾很可能成为继肺癌之后的又一大杀手。

多项研究表明，气溶胶粒子可对人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生殖系统、神经系统和遗传系统产生有害影响。

【9】
1.3.2经济损失评估
综合采用疾病成本法和人力资本法，全国因2013年1月期间的雾霾事件造成的交通和健康的直接经济损失的保守估计值约为230亿元，受到雾霾事件影响损失最大的省市主要集中在东部和京津冀区域，包括浙江、江苏、山东、河北、上海、北京等省市。

雾霾事件造成的急性健康损(急／门诊)失共计226亿元，相当于非雾霾事件状态下所有健康终端损失的近2倍。

下列表格为雾霾事件直接经济损失估算汇总。

【10】
3、雾霾监测与防控
3.1雾霾的监测
雾霾天气不仅影响人体健康，而且会导致道路管制、企业停运等问题，因此降低雾霾的危害，减轻其带来的负面影响，监测与评价工作尤显重要。

雾霾监测与评价的主要目的是为环境质量现状评价和趋势预测提供数据、追踪污染源，为监督管理、控制污染提供依据。

收集本地数据，积累长期监测资料，为研究环境状况提供数据。

为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源，制定环境法规、标准、规划等服务。

传统方式上，雾霾的观测以人工观测为主，主要依据《地面气象观测规范》并结合经验对不同视程障碍状况进行判别。

但今年来，人为气溶胶比重加大，化学成分复杂，人工观测的局限性日益凸显。

因此，雾霾的科学检测与合理的评价标准，对雾霾监测及预报工作意义
重大。

现今，雾霾的监测逐步采用地面监测获取局部地区大气污染物组分及浓度等信息，以激光雷达或卫星遥感为辅助，获取气溶胶的垂直分布定量信息和大范围气溶胶颗粒物的空间区域分布，以此形成业务化的运行保障体系。

3.1.1 地面监测
地面监测主要指传统的监测站监测，满足反应性气体（SO2、NO x、CO、VOC s等）、气溶胶（PM1、PM2.5、PM10、BC等）、臭氧等监测项要求，为良好预报大气成分及污染水平等信息而服务。

就雾霾监测来说，全国目前已有92个PM2.5的观测站，逐步满足雾霾信息发布需求。

3.1.2激光雷达监测
激光雷达虽主要以地基形式出现，但其主要反映气溶胶的垂直分布特征并反演雾霾过程的气溶胶消光系数。

它是一种主动式现代光学遥感设备，利用大气微粒的后向散射特性，开展监测。

激光雷达对气溶胶、云及边界层的测量在一些方面是其它探测手段所无法比拟的，如探测高度、垂直跨度、时间和空间分辨率、测量精度等方面具有全面的优势【11】。

但由于激光雷达的技术难度很高，在实际应用中仍存在缺点。

如果受到大气的光传输效应影响，会降低其测量精度；遇浓雾、
雨、雪等天气无法工作；波束窄，空间捕获目标困难；设备维护严格，需建立专门观测仓等【12】。

3.1.3 卫星遥感监测
雾霾天气过程是一个大范围的天气发生和传输过程，常规的地面监测站点在空间覆盖上很有限。

由于卫星遥感监测具有覆盖范围广、快速、实时等特点，能够获得大面积、无缝隙、长时间序列的污染物分布特征和变化趋势。

当气象卫星过境时，数据下载，通过系统反演，得到吸收性气溶胶指数，得到相关雾霾信息。

因此，引入卫星遥感空气质量监测体系，形成天空、地面立体结合的空气质量监测网，有利于从点到面、全面了解大气污染分布、强度【13】。

3.2雾霾的控制策略
3.2.1 技术层面
控制雾霾极端天气的发生，源头就是要控制气溶胶的排放。

从产生源头来说，同时深化固定源、移动源、面源治理，是解决污染源的最佳防控对策，因为现今的复合型、多组分气溶胶污染，已不仅仅是单方面因素贡献。

在固定源的治理上，侧重点是重点行业的工业源，如燃煤电力、热力生产业，水泥工业企业，钢铁冶炼企业，有色企业，化工企业等。

一方面加快能源结构调整，综合考虑社会经济发展水平、能源消费特征、大气污染现状等因素，采取煤炭消费总量控制措施；生产环节对设备进行更新，采用高效率、低排放的节能型设备；对能源进行脱硫脱硝处理，鼓励配套高效脱硫设施；大力推广节能技术的使用，加快
清洁能源替代利用，积极有序开发利用地热能、风能、太阳能、生物质能，安全高效发展核电。

另一方面大力调整产业结构，严格控制落后产能，重点实施钢铁业、建材业等产业升级，实施兼并重组，淘汰落后产能。

在移动源治理上，机动车尾气排放是城市雾霾治理的重点方面。

第一，加强高污染机动车管理，以大中重型客货运输车辆为重点，淘汰高污染机动车，市区内逐步淘汰黄标车、老旧车辆；第二，加速推进高品质油源应用，逐步推广国IV标准的汽、柴油使用，同时，加强油品质量的监督检查，严厉打击非法生产、销售不符合国家和地方标准要求车用油品的行为；第三，推广城市智能交通管理，缓解城市交通拥堵，促进城市交通可持续管理；第四，大力推广新能源汽车使用。

面源治理上，主要治理领域是各行业的扬尘，如建筑业、城市绿化管理等，务必做到加强建设工程施工、建筑物拆除、道路保洁、物料运输与堆存、采石取土、养护绿化等活动扬尘环境监管。

3.2.2 政策层面
首先，政策制定时要调整产业布局，合理确定重点产业发展布局、结构和规模。

加强产业政策在产业转移过程中的引导与约束作用，严格限制在生态脆弱或环境敏感地区建设“两高”行业项目。

其次，发展节能循环经济，完善环境经济政策。

对节能环保先进企业实行政策及金融激励，对落后、高污染企业实行加速退出，积极推行激励与约束并举的节能减排新机制。

再次，在实际操作中，强化执法监督管理，深化环境监测体制机制改革。

加强能评、环评审查力度，对耗能、污
染型企业重点审批强化节能环保指标约束，提高节能环保准入门槛，健全重点行业准入条件。

此外，加强监测预测体系建设，妥善应对重污染天气。

将重污染天气应急响应纳入各级政府突发事件应急管理体系，实行政府主要负责人负责制。

要落实责任主体，明确应急组织机构及其职责、预警预报及响应程序、应急处置及保障措施等内容。

【14】
3.2.3 民众教育层面
加大典型示范活动的建立，增强示范效应，是生态文明理念深入人心，生态文明意识大大提高，倡导全社会形成文明、节约、绿色环保的生产、消费和生活方式。

建立政务微博新媒体沟通渠道，健全环境信访舆情执法联动工作机制，实行政府环境信息公开制度，督促企业主动公开环境信息。

充分发挥基层党组织，工会、共青团、妇联、学校和其他社会团体作用，通过典型示范、专题活动、展览展示、岗位创建、合理化建议等多种形式，带动各行各业关注、支持和参与大气污染防治工作。

结语：雾霾问题，不管是从人体健康、农业生产、和交通运输等方面来讲，带来的都是剧烈的负面影响。

除此之外，还有些隐性影响没得到进一步的挖掘。

就此，人民群众的健康得不到保证，衣食住行各个方面都存在着隐患，所谓的幸福感从何而来？要解决这个问题，政府必须要着力大气污染防治法的修改和生态方面法律法规的制订，大力整治重污染工业，妥善解决汽车尾气问题，加快能源改革的步伐，号召全民投入节能减排计划，共同努力建造“低碳中国”，让神州大地不再笼罩在雾霾之中。

参考文献：
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