[摘 要] 中國霧霾引起全社會廣泛關注,其形成機理既具普遍性,又具特殊性。本文通過數理分析和實證驗證手段,剖析中國霧霾形成機理普遍性是傳統土壤塵、燃煤、生物質燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒、工業污染和二次無機氣溶膠為凝結核生成霧霾;特殊性是中國霧霾形成速度和擴散快、凝結核體積(直徑)跳躍式和突發性增長,均與區域微生物種群及土壤、水源嚴重面源污染密切相關。由于中國水土環境受到富營養化嚴重污染,造成環境中微生物種群繁雜和富集;土壤中氨氮濃度高,造成冬春季節水分蒸發帶走大量富營養水分,在低空與氣溶膠相結合,在凝結核吸水膨脹同時,也為吸附在凝結核的微生物快速分裂繁殖提供養分,長期以往形成具有地域特征微生物種群,為霧霾快速形成、頻發和爆發性增長提供了外部條件。
綜上,中國工業化進程中工業等污染和廣大農村的土壤、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。
[關鍵詞] 霧霾;二次氣溶膠;蒸發;土壤;微生物;氨氮
前 言
2012年冬以來,霧霾頻繁肆虐于中國
北京及廣大中東部地區上空。霧和霾區別在于水分含量:含水量達到90%叫霧,低于80%的叫霾,80%~90%之間是霧和霾混合物;霧的厚度幾十米至200米左右,霾可達1-3公里 。中國霧霾結構和生成機理與歐美等國比較,既具有共性,也具有特殊性。
中國“霧霾”的不同表現形式
(1)中國“霧霾”對人體直接傷害低,與歐美不一樣。歐美嚴重霧霾有大量直接致死記錄,1952年倫敦霧霾致12000人喪生。中國嚴重霧霾頻發,但直接傷害致死案例目前沒有一例。但呼吸系統慢性疾病,特別是肺癌發病率大范圍上升,肺癌已逐漸成為常見病,過去10年北京至少新增60%肺癌患者。
(2)中國“霧霾”強度在宏觀上與大氣污染物排放強度呈反向變化趨勢,與歐美不一樣。夜間,運行中汽車大幅減少、工廠停產、工地停工、發電廠負荷下降,大氣污染排放強度降低,霧霾強度卻顯著增強;早上,生產生活恢復正常,污染排放強度提高,霧霾強度卻呈穩定或下降趨勢。這不是偶然現象,而是一般性規律。
(3)中國“霧霾”在
節能減排趨勢中逆勢增長,與歐美不一樣。中國推廣燃煤機組煙氣超低排放技術,提高天然氣使用比例。2013年,天然氣消費1600億立方米;能源消耗強度下降3.7% 。北京通過政府補貼全部取消家庭燃煤取暖。京津冀粉塵量大幅下降。但霧霾并沒有減少,反而頻率越來越高、重“霧霾”越來越多。
(4)中國“霧霾”與新能源應用比例正相關,與歐美不一樣。中國新能源應用比例顯著提升,風電、太陽能、水電發展速度和裝機總量均居世界第一,但霧霾發生頻率和嚴重程度不僅未能扼制和下降,卻大幅提高。
中國霧霾結構與歐美顯著不同,要從其特殊性入手,剖析產生的深層次原因。