雾害防治与雾益利用对策研究

编辑: 时间:7/30/2015 8:23:10 PM 浏览:1817

雾,原本是一种自然现象。但随着人类的繁衍增多,生活和生产方式的不断改变,特别是工业革命以来的社会快速发展,人为污染使雾的成分逐渐发生变化。人们在享受产业革命带来的诸多便利的同时,不得不承受排放的各种污染物与水汽凝结的烟尘雾霾给社会多方面造成的危害,对人类日益加重的报复。经济的快速发展与环境的快速恶化之矛盾到了非解决不可的时候了。

201211-20132月中旬,电视、报纸等媒体频繁报道因大雾造成的航班延缓或停飞、江河封航、高速封闭、旅客滞留误事多;更有多条公路频发多车相撞,致众多车毁物损、人员伤亡等严重交通事故;有时雾霾波及数省、市、自治区,达逾百万平方公里,几亿人受到影响;多家医院陡增很多呼吸道疾病患者,使医疗资源高度紧张;本人多次感到雾给身体带来诸多不适。《大河报》报道:“1251天雾霾,绿城(郑州)快成‘雾都’了。河南每10年增加雾天1.695个……”

有时小范围的非烟尘雾,对人类社会也有某些益处。但与严重的雾害天气相比,就显得小了很多。研究雾害防御治理对策,设法将其危害降至最低,已是刻不容缓。

本文探究有关情况,为的是扬长避短、“对症下药”,以期标本兼治,让人们多享受一些蓝天白云,多些身体健康,少些交通事故。

 

 

第一章  有关雾的常识

第一节  基本常识

一、雾的定义:通常有三种界定。

(一)通俗说法:接近地面的云。

(二)气象专业术语:空气中因悬浮的水汽凝结,能见度低于1千米时的天气现象。

(三)科研学术界称谓:由悬浮在大气中微小液滴构成的气溶胶。(悬浮在大气中的固态粒子,如灰尘颗粒或液态小滴及结晶物质的统称。)

二、雾的形成规律

(一)雾的形成与空气中的水汽、地面温度、昼夜温差和季节变化等有关,具有规律性。

1、与空气中水汽的关系。在一定的限度内,空气中所含的水汽多于一定温度条件下的饱和水汽量,多余的水汽就会凝结出来,当足够多的水分子与空气中微小颗粒结合在一起,同时水分子自身也会相互黏结,变成了一个个小水滴或冰晶时就是雾。

2、与地面温度关系。若地面热量散失,温度下降,空气又正好潮湿,当其冷却到一定的程度时,空气中一部分水汽就会凝结出来,变成很多小水滴,悬浮在近地面的空气层里,即形成雾。

3、与昼夜温差的关系。白天温度高,空气中可容纳的水汽也相应较多。但到了晚上,温度下降了,空气中能容纳的水汽会凝结成雾。

4、与季节变化关系。由以上三点可知:空气中的水汽超过饱和量,凝结为水滴,多是因气温降低造成的。因此,在我国秋冬季节,由于昼短夜长,又常常风小且稳定的情况相对较多和白天本来就比夏天温度低,加上夜里地面散热较夏天更迅速,致使地面温度急剧下降,这就使得近地面空气中的水汽,容易在后半夜至早晨这段时间内逐渐达到过饱和而凝结成小水珠——雾,秋冬的早晨气温最低,因此也是雾最多且浓的时间段。春夏之交也是时令大转折期,暖湿的海洋气流经过较低温的大陆上空时,也易成雾。

5、空气与水汽的常规关系。研究数据显示:(11立方米的空气,在4℃的气温时,最多能容纳6.36克的水汽量;而20℃时,1立方米的空气中最多可含水汽量为17.30克。(2)空气容纳水汽的量达到最大限度时,称为饱和状态。(3)空气温度越高,它所容纳的水汽就越多,反之越少。(4)雾的粒径一般在10μm以下。(5)气温低于4℃高于0℃时易为雨,低于0℃以下时易为雪或冰雾,不在本文研究之列。

(二)雾的形成与天气、风、空气状态、空气暖湿程度等有规律性关系。

1、在一定的气温限度内,空气冷却,湿度增加,水汽形成凝结核,即产生雾。

2、天气晴朗,无风或微风,近地面水汽比较充沛且稳定,空气中存在逆温层或空气作水平方向运动,易形成雾。

3、以上两点可知,春夏之交、秋冬时节易出现诸类情况,尤其深秋至冬更易如此,所以浓雾(或称雾霾)多发生在该季节。

另外,火山喷发、露天煤田自燃、森林大火、沙尘暴等之后也易形成浓雾。

(三)有害雾的形成除了以上共有的自然界客观因素之外,更重要的是与人类社会活动有关。

1、如与某些污染型工业企业排放的有害烟尘、废气有直接关系。

2、以煤炭为主要能源的工业生产、居民生活。

3、机动车尾气,冬季取暖,各种建筑、建设工程扬尘,城镇规划、建设预留绿地少,立体绿化更差,烟花爆竹集中时间段燃放等。

4、淮河以北至东北、西北、华北等大半个中国北部地区,林木以落叶乔、灌木为主,农作物以小麦、玉米为主,深秋至寒冬时,树上无叶,地上无高杆作物、绿色植被,植物吸附尘埃、废气等污染物的能力大大减弱。

三、雾的种类及特点:雾的成因复杂,气象变化万千,雾的种类只能就主要因素作大致如下划分。

(一)按主、次分为三大类:

1、主要的有:

1)辐射雾:傍晚至夜间,地面热气辐射到天空,冷却后的地面冷却了附近的空气。而潮湿的空气便会因此降至露点以下,并形成无数悬浮于空气里的小水点。

特点:①出现时间:主要在秋冬的夜间和清晨;②气象状况:晴天、无风或微弱之风,近地面水汽较多且稳定或有逆温层存在;③存在时长:出日后不久或风速加快后即自然消散;④最基本条件:地面热气辐射到天空,冷却后的地面冷凝了附近空气。

2)平流雾:暖而湿的空气作水平运动,经过寒冷地面或水面逐渐冷却而成雾。

特点:①出现时令:多在春夏季节;②温度和湿度:地面或水面寒冷,而空气却暖和湿;③运动状态:空气作水平运动;④气象状况:常伴毛毛雨天气。

2、重要的是:

烟雾:通常所说的烟雾是烟和雾同时构成的固、液体混合态气溶胶,如光化学烟雾、硫酸烟雾、烟尘悬浮物和汽车尾气等等污染物在低气压、风小的情况下,不易扩散。

特点:①与人类活动有密切关系;②气象状况:气压低、风小;③存在时间:持续时间较长;④对人类社会影响和危害较大,是本文研究的重点和要解决的核心问题。

3、一般的有:

1)蒸发雾:冷空气流经温暖水面,若气温与水温差距大,水面就会蒸发大量水汽,使水面附近的冷空气发生水汽凝结而成为雾。

特点:①地表特征:水塘、水库、湖泊、沼泽等水面且水温高于气温;②雾层之上存在逆温层;③范围小、强度弱;④多发生在秋和初冬。

2)上坡雾:潮湿空气沿山坡上升,降热冷却使空气达到过饱和而产生的。

特点:①地域:多发生于丘岭、浅山区,山坡的坡度较小,不易形成对流;②空气潮湿而稳定。

3)锋面雾:在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前、锋后均会出现。锋前雾是由于锋面上方暖空气云层中的雨滴落入地面冷空气内,经蒸发,使空气达到过饱和而凝结成雾;锋后雾,是由暖湿空气移至原被锋前冷空气占据过的区域,经冷却达到过饱和而形成的。

特点:发生在冷、暖空气交界的锋面附近。

4)谷雾:通常发生在冬天的山谷里。当较重的冷空气运动到山谷里,暖空气恰巧在山顶经过时产生的温度逆增现象而形成的雾。

特点:①冷空气在山谷,暖空气流过山顶,出现温度逆增;②持续时间可长达数天。

5)冰雾:当任何类型的雾气里的水点被冷凝为冰片时就会生成冰雾。

特点:①温度低于凝点;②常见于南北极。

6)混合雾:同时兼有此上三类各种雾中的两种或以上原因形成的雾。

另外,还有:

1)白毛风:寒冬雪后大风吹起地面和森林树冠上的飞雪,似雪似雾又似冰晶微粒的气象。

特点:①大片原野积雪结构蓬松,易被风吹起。②有足以能把雪粒、雪花吹起流动的风力。

2)人工雾:如城市公园、广场、社区绿地大型喷泉开放时形成的分散型的水雾;或馒头店蒸笼内食品成熟后打开笼屉时热蒸气遇冷空气而形成的凝聚型雾等。

(二)按利害表现分为两类:

1、有益雾:如黄山、峨嵋山等著名风景区空气无污染的谷雾与整个景区景观融为一体的雾海现象。宜观雾中日出美景;人工喷泉形成的分散雾景观等等。

2、有害雾:空气中含有多种污染物而形成的雾霾天气等。是本文主攻的重点。

(三)按时令分有两大类:春夏雾和秋冬雾

雾的成份复杂又千变万化。以上分类只是为进一步了解雾对人类社会的关系和影响或危害及如何趋利避弊,把危害消除或降至最低探索对策服务而己。

四、雾的颜色

1、一般的雾,都是白茫茫的或乳白色、青白色。

2、有污染物的烟尘雾,多为灰蒙蒙的或黄色或橙灰色等。

五、雾的本质:水汽遇冷凝结或同时与烟尘等污染物凝聚而成。

第二节  两种重要的有关情况

一、雾和霾的区别

(一)按水分含量分:一般来说,雾和霾的主要区别在于水分含量的不同。雾:水分含量90%以上,霾:水分含量低于80%;雾、霾混合状:水分含量80-90%之间。

(二)按能见度分:

雾:目标物的水平能见度低于1千米以内;

霾:(或叫轻雾)水平能见度在1千米-10千米;

霾或灰霾:水平能见度小于10千米。

(三)按厚度分:

雾:几十米-200米;霾:1千米-3千米。

(四)按颜色(如前节的“四”)

(五)看边界:

雾:边界清,穿过“雾区”爽朗另一番晴象;

霾:与周围环境边界不明显。

二、雾与天气关系:观天可知雾否,看雾可知天变。(第四章待详)

第三节  雾霾减弱与消散

雾的减弱或消散主要有四种情况:自身程度轻、增温、冷却、风吹。

一、自身程度轻:指蒸发雾等小型雾或无污染低浓度的霾,一遇日出或冷空气、风吹很易消散等。

二、增温:太阳出来照晒,空气温度自然升高,把雾滴蒸发成为水汽升华了。

三、冷却:秋冬浓雾突遇强冷空气,急速降温,转化为雨或雪。

四、风吹:遇大风刮,雾自然消散。

有时会遇两种以上因素共同作用。如日出和刮风或强冷风劲吹等。

 

 

第二章  雾的影响和危害

 

 

雾可影响自然界的天气变化和地上(含水上)景观,也能影响人类社会正常的生活和活动,尤以对人体健康和交通运行影响最大;重则危及交通甚至生命安全。

第一节  雾的影响

一、对自然界的影响:把晴朗的天空变得白茫茫或灰蒙蒙的,日光、星月都是昏或暗的,天地一派混沌象,田野、村庄、城镇都被笼罩在雾霾里;山体风景旅游区中巍峨、峭丽的山峰、崖壁不见了,森林、花草也隐没于雾霾中,鸟兽只闻其声,不见踪影等等。

二、对人类社会的影响:雾霾天气时,人们生活及一切室外、野外活动都会受到影响。不能正常晨练或训练、锻炼,影响正常呼吸,给身体带来不适或病变;会造成航班延缓、船舶缓航、渔船不宜出海作业;高速半封闭,车辆不能常速行驶,等等。

第二节  雾的危害

一、对自然界的危害:夜更黑暗,昼不见天日;景区不见景;动物不利正常活动,如草原牧业或其它室外、野外放养的家禽、畜妨碍体质和繁育;更妨碍农作物的光合作用及品质,尤其对大田蔬菜危害最大。

二、对人类社会危害

(一)对人体健康的危害。对有室外晨练习惯的人来说,因雾霾天不宜外出,若连续多日憋在家里,也会影响正常情绪和健康状况。小孩和老人更易患呼吸疾病或加重此类病情。

资料显示,雾霾能直接进入并粘附在人的呼吸道和肺泡中,引起急性鼻炎和急性支气管炎,直接进行血液诱发血检,还会影响胎儿的发育,长期处于这种环境,还会诱发肺癌……北京市10年来肺癌病例增加60%,专家研究表明是与雾霾天气多发有一定关系。近段多雾天气,北京呼吸道疾病患者占病人50%以上。雾霾天气严重时,人们会出现呼吸困难、视力衰退、手足抽搐等现象,对血压、血管也有一定影响。CCTV1 131日报道:强雾霾使8亿人受到影响,本人在多雾期间常感喉干、眼昏、心郁闷等不适。

(二)对室外、野外活动和工作、生产等有危害。学生不宜正常早操,军人野外训练和体育工作者的室外锻炼及军事演习和体育比赛,值勤、值岗的安保人员和军人,声乐、戏曲工作者、业余爱好者的日常练声和排练表演,野外测量、测绘、勘查、设计、考察和公路、铁路等各种工程建筑、建设,露天集市贸易等等都会深受其害。

(三)对交通运输业的危害是最大最多者之一。略举近几个月媒体报道和切身感受几例为证。

20121119日《河南日报》报道:“大雾袭扰我国中部地区,部分路段通行受阻,航班出现延误”。其中,湖南、湖北、江西境内9条高速局部路段封闭。长沙黄花国际机场85架次航班延误,湖南79县市晨雾弥漫,有38县市出现大雾,10县市能见度不足100米。

1215日,山东、河南、重庆遭大雾,仅山东境内就有11条高速公路收费站口封闭。

25日,因雾重,缅甸一客机坠毁,2人死亡。

28日,安徽等省市大雾,车辆开灯慢行。

201316日,四川成都地区出现大雾,双流机场上百个航班延误,上万名旅客滞留,周边多条高速封闭。

28日,安徽59县市大雾,河南高速全封闭,河北高速关闭,16年来最严重一次。

31日,中东部多个城市污染严重,天津机场停飞,31条高速受到影响。

213日,北京出现雾霾天气。

17日,京津冀豫再现雾霾天气笼罩,交通受影响。北京空气质量中度至重度污染,京港高速河北段封闭;48个航班延误,8个航班停飞。

城市交通网安全隐患很多——本人亲见遂平县城区道路和遂平至驻马店市区之间公路上先后几起因雾造成的交通事故。

因雾霾天气造成的多路多处多车相撞的车毁人亡事故不胜枚举。

雾对铁路交通安全也存在危害。中央台新闻曾报道:某铁路因“雾闪”,影响正常运行。铁路与人行道、公路平面交叉处也会因雾带来安全隐患——人、车互不易及早发现对方。铁路线上意外障碍物,如山崩、滑坡或泥石流等不易被行驶中的列车及早发现,等等。

江、河、湖、海上航行,也同样会受到雾霾影响和危害。

(四)对农牧渔业生产的危害:渔业生产、大田非设施蔬菜都会因雾霾天气造成不同程度的危害。如平流雾、谷雾等持续时间长的雾霾天气,蔬菜易产生霉菌,更会加快光化学烟雾污染程度,增加病害防治难度。对散养、放养的家禽、家畜的监管和草原放牧的安全管理等都有一定的妨碍。

 

 

 

 

 

第三章  有害雾的防治

 

 

不管哪种雾,只要对人类社会有害,都在防治之列。然而,防治雾霾需要多方综合考量。既要从现实着手,又要从长远着眼;既要治标,更要治本;最好办法是标本兼治。有些办法立竿见影,有些则需付出长期艰苦的努力,不可一蹴而就。但归纳起来,主要有以下几方面。

第一节   

一、政府部门在雾霾集中多发时段,对污染企业、污染型工程建设和交通运输业等加强监管。

二、污染型企业、各种工程类污染源头、私家车主等所有可能给烟雾的形成提供有害来源的有关各方,都要积极响应政府号召,增强社会责任感,想尽办法约束自己,为生态环保建设、减少雾害尽自己一份努力。

三、气象部门适时作出雾霾预测预报和分级预警工作,各种传媒积极配合,力达家喻户晓,人人皆知。

四、有关交通工具业主,坚持“安全第一”理念,依法、依规运作,交管部门采取切实可行的果断措施,确保安全运行为第一要务。

五、民众尽可能减少室外、野外活动,人人学会预防雾害。因地制宜地将某些习惯于室外晨练、训练、演练等项目,适当改为室内或有关设施内进行,或临时改变练习方案、方法等。但必须穿行雾霾者,要采取行之有效的防护措施,以确保身体健康和生命安全不受危害和影响为最基本原则。

 

 

 

 

 

第二节   

有些是立即可行的,有些需政府出台相关政策、制度、法律、法规;有些需科研部门加大科研创新力度和加快成果转化,创新实施速度,有计划、有步骤、科学稳妥地进行。择要拟之。

一、党和政府要确定相关方针、路线,制定有关法律、法规和政策;有关部门坚决做到“有法可依,有法必依,执法必严,违法必究”。

二、有计划、有步骤严控各种污染源。如对污染型企业,加大科技支持力度,提高科学治污减排能力,否则,该停则停,该转必转,决策要果断。对国家建设和社会发展必须拥有的企业,但有一定污染性,应通过科技手段,降低污染指标,并迁址于人口稀少的边远地区。各种工程建设项目,严格采取行之有效的减少烟尘等污染物的得力措施,决不手软。提高公共交通工具服务功能,让民众自愿减少私家车利用率,鼓励推广小排量车型和乙醇车、电力车、自行车等,提高低碳生活。减少或限制烟花生产及各种庆典活动。改造冬季城市供暖工程,积极开发推广无污染、低能耗的新能源,科学利用太阳能、风能、潮汐能、水电能、核能、激光能等,有效提高或改变煤炭能源使用价值,等等。

三、加强生态环境建设。搞好绿化工程,扩大绿化面积,在广大的北方,提高长青树森林覆盖率。控制沙尘暴,增加城市绿地,巧用闲置空间,提倡庭院绿化、立体绿化和房顶绿化,科学实施各种绿化项目。重视并科学规划道路绿化。凡宽阔道路,在快车道与人行道之间,设置长青类绿化带,每天洒水;中等宽阔的街道,快车道与人行道之间可设金属隔离栅栏,并在栅栏的人行道一侧设吸尘防护墙(板)或网,同时设计为商家广告长廊,并定期洒水除尘;窄型街道的行道树,应选四季长青植物。所有公路、高速、铁路沿途都要建长青植物绿化带。

四、加大交通工具性能改良和创新力度。各种机动车辆都能在雾天根据实际情况,使用上高性能新型雾灯,或开发安装车载“雷达”,或能随时掌控附近车辆动态的仿生观察、遥感、声纳仪器设备。增强车、船、飞机雾中运行的机动预警能力。即研制可在雾中穿行自如的交通工具。

五、严格各种交通工具使用人员职业道德教育和职业技能培训。加强法制建设,既要促其自律,又要加强监督机制,让其在雾中运行时严格按有关法律、法规和制度、技术操作。

六、根据雾的形成条件及其规律,采用增温或降温措施,利用高科技手段,实施人工干预雾霾,使其尽早转化为雨雪或蒸发成气,让雾霾减弱、消散。如搞人造小太阳,及时投放到雾区上空,把雾蒸发成气;制造驱雾炮,快速降温,搞人工增雨。

七、在铁路、高速公路甚至省道等交通路线,设置雾用警示灯或相关预警设备,等等。

以上几方面中,有的其实属高标准治标的。

第三节  标本兼治

根据以上两节可知,关停或转型污染企业,改变或优化冬季取暖工程建设,改善以煤炭为燃料的能源结构,开发推广无污染新能源,增加长青森林覆盖率,搞好城市绿化建设等是根除污染源、治理各种烟雾之本。但自然界中的雾现象是不能根除的,只能是设法将其危害降至最低。把目前或今后必不可少的治标之策逐步完善,把力所能及的治本之中、长期目标逐步得以实现,高效率治污,防烟雾形成和科学增温或冷却把雾转化,则雾对人类社会的不利影响或危害必然会减轻。治标与治本恰到好处地有机结合起来,是我们应为之努力的。必要时还应采取国际合作。

 

 

第四章  雾益的利用

 

 

有时,有些雾也存在对人类社会有益的一面。如:以地质公园、森林公园、水上乐园等为主体的风景名胜区或自然保护区中出现的谷雾、上坡雾、蒸发雾、锋面雾等,这些发生范围小、持续时间短、污染烟尘含量少或基本不含污染的小型自然雾及人工喷泉雾、馒头店或浴池人为蒸汽雾,或多或少都有对人们有益的一面,可以科学利用。归纳起来,雾的益处主要有以下几点:

一、兆雾兆晴或兆雨。什么样的天气容易产生雾?雾过后为什么有时是晴天,而有时会下雨?这是很多人都想知道的。

(一)兆雾。春夏之交,太阳光还不是很强烈,地面温度不够高,但海上暖湿空气流到来时,就预示将有雾出现。(平流雾)

秋冬季节,当北方冷空气南下后,遇上晴好天气,又比较稳定,无风或微风,有雾要来了。(辐射雾)

持续雨、雪天气转晴后易出现大雾。

(二)兆晴。秋冬雾往往预告随后是晴天。民谚云:“清晨雾色浓,天气必久晴”。还有一雾中能看到太阳的,民谚称“雾里日头,晒破石头”。“早上地罩雾,尽管晒稻谷”。“雾大不见人,大胆洗衣裳”。这些都是指秋冬雾兆晴。因此,辐射雾,有“十雾九晴”之说。

(三)兆雨。春夏雾,主要是海上的暖湿空气侵入大陆,突然遇冷,故很易出现阴雨绵绵。所以,春夏季节的平流雾预示的是阴雨天气。如民谚有“黄梅有雾,摇船不问路”。“雾不散,雨相连”。是说雾到白天还不见散,第二天可能有雨。又有“大雾不过晌,过晌听雨响”,或称“夏雾雨”。

以上兆雾兆晴兆雨现象,只是一般情况而言。其实,雾与天气的关系还有很复杂的内容,不能教条地死搬硬套,要不同情况作不同分析不同对待。若要准确知道雾与天气变化关系,还需多学习,多方面多角度观察、分析、思考,然后作出综合判断。

掌握了雾与天气变化规律,对指导和从事农业生产、交通运输、上天入海,甚至日常生活、工作、室外、野外诸多活动等都有一定帮助。

二、了解锋面雾规律,可服务于军事布署。无论是军演或战争,高明的指挥官掌握了此规律,就可借良机赢得主动权,出奇制胜。

三、上坡雾、谷雾、蒸发雾等小范围雾若发生在风景名胜区、旅游圣地,将会给游客带来如梦如幻,如入人间仙境一般的感觉。

四、利用雾从事科研工作。探知其所含各种不同成分,借此了解更多信息,以便得出科学结论,为政府搞好生态文明建设提供科学决策数据。如某地出现平流雾,虽雾区无污染企业,但雾中含有害烟尘,可依气象资料,得知空气流经方向、空间区域,即能寻根溯源,为治污服务。

五、人工雾可调节小气候。喷泉雾增加美景,愉悦心情,调节周围小气候。馒头店、浴池蒸汽雾,在北方的冬天,可起到调节室内温、湿度,对减少干燥、防止皮肤皲裂、降低干冷程度有一定作用。

综上所述,通过各种行之有效的努力奋斗,科学实践,多看到些蓝天白云,少见点儿雾霾阴沉;多一些正常交通,少很多不幸事故;多一些健康快乐,少太多疾病郁闷;坚决减少雾害,充分利用雾益,此乃天下人共同之愿。

根治烟雾,任重道远。但只要政府肯下大功夫,科学决策,全民积极参与,一步一个脚印地不懈努力,讲求实效,相信人们的理想愿望是能够早日实现的。

 

 

作者:王万江(中国管理科学研究院学术委员会特约研究员)

单位:河南省遂平县文广新局 

电话:15038433273   

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0一三年二月二十日于河南·遂平

一三年二月二十日于河南·遂平