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影响空气质量的污染物很多,而目前空气质量日报中以二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物、二氧化氮和臭氧五种污染物在空气中的含量来衡量空气质量的好坏。根据2000年我国环境公报公布的监测结果,在338个城市中,有63.5%的城市年均超过国家空气质量二级标准。而悬浮颗粒物年均值超过国家二级标准的城市达到61.6%,成为影响空气质量的主要污染物。在悬浮颗粒物中,直径较小、在空气中悬浮时间较长、影响人类健康最大的,是可吸入颗粒物。一、概念与定义由于空气的浮力和气流上升时的夹带作用,固态和液态的颗粒物能够较长时间地漂浮在空中,这些颗粒物就是悬浮颗粒物(气象上也叫大气气溶胶,直径在0.1～100微米之间)。在悬浮颗粒物中,其直径在10微米以下,小到可以通过鼻嘴吸入,叫可吸入颗粒物。更为严格的定义是：能悬浮在空气中,空气动力学当量直径小于或等于100微米的颗粒物叫悬浮颗粒物;空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物叫可吸入颗粒物。由于颗粒物的形状和密度各异,相同直径或重量的粒子在空气中的动力学运动特征是不同的,因此用到了空气动力学当量直径这一概念,指在低雷诺数气流中与单位密度球具有相同末沉降速度的颗粒直径。二、来源与组成可吸入颗粒物有自然产生和人类活动所产生两大来源。由自然产生的如火山爆发、森林火灾、自然风蚀、流星飞尘、风刮尘埃、花粉孢子、植物和昆虫碎片以及其他地质活动等。还有大气微生物,如病毒、细菌等。人类活动所产生的如日常生活中取暖燃烧、垃圾焚烧、火化等;工业活动中建筑、采石、采矿、水泥制造、机械研磨;化学工业生产过程中的废气、烟气排放等;还有交通运输的汽车排放物、航空排放物等。一般来说,自然生成的颗粒物排入大气的速率和移出的速率可达到平衡,是能够保持空气的相对清洁的。人类活动所产生的颗粒物则是造成空气质量下降的主要原因。有的人为颗粒物排放到空中,经过光化学反应过程还可能生成新的化学性质非常稳定的颗粒物,参与地-气-生物物质循环,长期污染环境,损害人体健康。如：含硫燃料燃烧产生的二氧化硫,和工业排放的氮氧化物,进入大气后,在阳光的作用下,会生成硫酸、硝酸和光化学烟雾,最后又以酸雨的形式降落到地面。酸雨很容易溶淋含铅矿渣和其他含铅金属,形成铅的化合物,污染土壤和水体。这些铅的化合物不能自然降解,水中的铅通过食物链的作用被水生生物蓄积,土壤中的铅被植物吸收,进入生态系统。可吸入颗粒物的组成十分复杂,其化学和物理组成根据地点、气候、一年中的季节不同而变化很大,这从其来源就可以看出。在大城市,颗粒物主要化学成分有硅的氧化物及其盐类、碳的氧化物及其盐类、硫的氧化物及其盐类、氟化物、有机物碎屑、汽车排放颗粒,以及烟气等经光化学反应后形成的二次污染物气溶胶盐,如硫酸盐、硝酸盐、氨盐等,及吸附在气溶胶盐上的一些重金属,如铅、汞等。还含有多环芳烃、二英等致癌物质。此外,还有城市餐饮业的烧烤、油脂燃烧产生的有害物质,以及流行性的病毒、细菌等。三、危害空气中的颗粒物的危害极大。轻者污染建筑物表面,影响市容,重者降低能见度,影响交通,还会腐蚀和损害建筑物和公共设施,影响绿化植物的生长。更为严重的是,可吸入颗粒物影响人的身体健康,降低生活质量。特别是直径小于2.5微米的颗粒物,对人体健康影响最大。除了众所周知的病毒、细菌会直接使人致病外,其他可吸入颗粒物被人吸入后,会积累在人的呼吸道中,诱发呼吸道炎症、哮喘等疾病。直径小于2.5微米的颗粒物,甚至可以通过人体屏障,进入肺部和其他组织,引起炎症和血栓。有的颗粒物可能还会引起电极反应,从而影响神经系统。如由于含碳有机物的热解和不完全燃烧可能产生的多环芳烃,能诱发癌变。由于含氯、碳、氢化合物的物质燃烧会产生二英,它除了是众所周知的致癌物质外,还会引起人类严重的生育生长问题。含铅的可吸入颗粒物被人吸食,铅在人体内聚集过多,会引起痴呆、贫血等症状。所以,对于有哮喘、心肺病史的儿童、老人,在空气质量超过三级(轻度污染)时,要减少户外活动。四、活动范围和清除空气中颗粒物的活动范围视天气条件、颗粒直径和物理化学性质而定。据监测,北京的沙尘暴中大的颗粒有来自数百千米以外的,小的尘埃有来自数千千米以外的。一般气象条件下,可吸入颗粒物在平流层也可以观测得到,其高度超过10千米,可在空中漂浮数天到数百天。人类活动向大气中排放了大量的颗粒物,但人们无法把它从大气中清除。大气中颗粒物的清除主要靠自然清除。在自然清除过程中,降水冲刷和重力沉降起到主要作用。从全球范围来看,估计降水过程可以把大气中的颗粒物移走80%左右。其主要过程是：直径小于0.2微米的粒子,在扩散漂移过程中会凝聚成较大的颗粒,较大的颗粒一部分成为云的凝结核,另一部分在云滴增大过程中又被云滴收集,云滴大到足以下降时,有的会通过碰并(碰撞合并)的方式俘获空中颗粒物。在北京,冬季经常见到的灰黑色的残雪,就是因为雪花中含有大量的固态颗粒物。因此,在空气污染严重的地区,降水是不清洁的水源之一。在无降水过程时,直径大于1微米的颗粒,其下降速度已达到重力沉降的条件,成为这些粒子移出大气的主要过程。例如直径分别为1和10微米(可吸入颗粒物的尺度)的颗粒,下降速度分别约达到每秒钟0.03毫米和3毫米,也就是每日分别下降2.5米和250米。估计大气中因重力沉降作用可使20%左右的颗粒物清除出大气。事实上,自然清除过程的速度跟不上人类活动不断向大气排放颗粒物的速度,才形成空气质量的恶化。因此,还人类一个清洁空气环境在于人类本身——减少污染物向大气的排放。 ① 王存忠编审是大气科学名词审定委员会秘书。 相似文献
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《中国科技成果》2013,(15):74-74,76
华北平原地区是中国工农业发达和人口稠密的区域之一,随着最近几十年的经济快速发展,这一区域的煤、石油和天然气等矿物燃料的消耗迅速增多,由于工业燃烧和交通运输等过程排放的一次污染物以及从（半）干旱地区输送来的沙尘等共同导致了华北地区严重的气溶胶污染,而由此产生的雾、霾天气下的低能见度事件也频繁出现在这一地区。天津市武清区地处京津之间,是京津主通道的关键节点,但同时来自北京和天津的污染物在不同的天气条件下也会影响该地区,气象观测资料也显示,武清也是大雾、霾等低能见度天气高发地区,因此研究该地区雾霾等低能见度天气发生成因及其天气气候背景,开发适合区域特点的雾霾预报技术不仅对本地交通运输提供安全保障,对农业生产减少损失,提高人们生活质量有积极的促进作用。 相似文献
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利用地面气象观测数据,以雾和霾天气发生日数为指标,分析了山西雾霾天气的时空分布特征,雾霾天气的变化特点及趋势。分析结果表明：①山西省大雾天气有东南部多于西北部的空间分布特征;山西霾日数具有盆地多于山区,南部多于北部,高值区总体呈东北一西南走向,随海拔高度的升高霾日数逐渐减少的特征;②霾天气主要出现在每年的10～12月和I～5月,夏季降水日数多湿沉降明显使得霾日明显减少,春季风力大,空气的水平运动强,对污染物的水平输送明显,也使得霾日数相对较少;一年四季,春季是出现大范围雾天气最少的季节,秋季则是一年当中出现大范围雾天气最多的季节,每年的8～10月是大范围雾频发的月份;⑤I978～2012年山西省5站以上和10站以上霾日数分别以每年7天和4天的趋势增多;大于5站的雾日数徘徊在平均值77．8天上下,大于10站的雾日数徘徊在平均值36．8天上下;④大风日数的减少是霾日数增多的主要气候因素;雾霾天气是多种因素共同作用的结果,污染源排放与特殊的地理环境形成了雾霾天气的气候特征,适宜的气象条件则是雾霾天气的天气学成因。 相似文献
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沙尘气溶胶是大气颗粒物的重要组成部分,不但在环境变化研究中占有重要地位,也是重要的气候驱动因子之一。由于问题本身的复杂性,当前对沙尘气溶胶直接气候强迫的估计存在极大的不确定性,间接效应的不确定性更大。此外,气候和环境的改变又反馈于亚洲沙尘的产生、输送与沉降。在国际科技合作重点项目支持下,我们对亚洲沙尘发生、发展规律及其气候和环境效应进行了几年时间系统、深入的探索研究。 相似文献
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