当人类遭遇雾霾,一场不得不打的战争

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  时下霸占各大新闻网站、客户端、朋友圈的是什么?没错,就是杀人于无形的雾霾天气!近日,我国多地频现严重雾霾天气,PM2.5数值爆表,“雾霾”再次成为热门话题。看着恐怖的雾霾天气,我们不禁要问,雾霾到底是什么?又是怎样形成的呢?
  雾霾到底有多可怕?
  什么是雾霾?
  
  霧霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称为“雾霾天气”。
  雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM2.5),一旦排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续积聚,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。
  2013年,“雾霾”成为年度关键词。这一年的1月,4次雾霾过程笼罩30个省(区、市),在北京,仅有5天不是雾霾天。有报告显示,中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准,与此同时,世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。
  2016年12月,入冬以来最持久雾霾天气来临,多个城市已达严重污染,直到21日后半夜才自北向南减弱消散。19日夜间进入此轮雾霾最严重的时段,影响包括京津冀、山西、陕西、河南等11个省市在内的地区。
  雾霾是怎么形成的?
  雾霾的源头多种多样,比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧,甚至火山喷发等,雾霾天气通常是多种污染源混合作用形成的。但各地区的雾霾天气中,不同污染源的作用程度各有差异。
  雾霾天气自古有之,刀耕火种和火山喷发等人类活动或自然现象都可能导致雾霾天气。不过在人类进入化石燃料时代后,雾霾天气才真正威胁到人类的生存环境和身体健康。急剧的工业化和城市化导致能源迅猛消耗、人口高度聚集、生态环境破坏,都为雾霾天气的形成埋下伏笔。
  雾霾的形成既有“源头”,也有“帮凶”,这就是不利于污染物扩散的气象条件,一旦污染物在长期处于静态的气象条件下积聚,就容易形成雾霾天气。雾霾形成有三个要素:
  一是有生成颗粒性扬尘的物理基源。我国有世界上最大的黄土高原,其土壤质地最易生成颗粒性扬尘微粒。
  二是运动差造成扬尘。例如,道路中间花圃和街道马路牙子的泥土下雨或泼水后若有泥浆流到路上,一小时干涸后,被车轮一旋就会造成大量扬尘,即使这些颗粒性物质落回地面,也会因汽车不断驶过,被再次甩到城市上空。
  三是扬尘基源和运动差过程集聚在一定空间范围内,颗粒最终与水分子结合集聚成霾。目前来看,在我国黄土平高原地区350多座城市中,构成雾霾的三要素存量相当丰裕。
  历史上那些与雾霾有关的大事件
  1.维多利亚时代,英国1/4的人的死因与空气污染有关
  现代意义上的空气污染,最早出现于工业革命后的英国。煤炭被大规模应用在工业生产和日常生活中,数以十万计的烟囱、蒸汽机释放出大量烟尘和二氧化硫。统计显示,1840年—1900年的维多利亚时期,英国有1/4的人死于因空气污染引起或加剧的肺病。伦敦被形容成“一座由沼泽、迷雾、煤烟与马粪组成的城市”,获得了“雾都”之名。
  2.1930年,比利时马斯河谷,两天内63人因空气污染死亡
  更大的灾难发生在比利时的马斯河谷,那里以产煤业和金属加工业闻名于世,同时还遍布锌厂、过磷酸钙厂。1930年12月,比利时、荷兰大部分地区被浓雾笼罩,封闭的马斯河谷尤其严重。有数百名居民出现鼻、口、喉咙、气管等部位疼痛,两天内有63位患者死亡。事后调查,引发雾灾的主因是工业企业和私人住户的燃煤。当时专家预言:“如果同样的天气条件在同样的时间长度内出现,并延续着同样的工业活动,同样的事故将会再次发生。”并称,如果同样的事情发生在泰晤士河谷中的伦敦,死亡人数将在10倍以上。
  3.20世纪80年代,巴西的库巴唐,因空气污染,35%的婴儿活不过1岁
  其他一些相对落后的地区,也紧随发达国家,被空气污染所困扰。土耳其的首都安卡拉在上世纪20年代,还是一个只有3万人的小城,但是1970年这里的人口已达到100万。使用褐煤的发电厂,及家用煤炉排放出大量烟尘、二氧化硫,使安卡拉成为土耳其污染最严重的城市。巴西的库巴唐在1950年时还是一片沼泽,1980年成为一座有10万人的城市,钢铁和化肥占巴西全国产量的40%。同时,库巴唐的婴儿死亡率是其旁边圣保罗州的10倍;35%的婴儿活不过1岁;这里的树都变成黑色的枯枝,以致被称为“死亡之谷”。
  4.含铅汽油造成的空气污染,一度导致美国儿童铅中毒率高达85%
  在因燃煤造成的污染尚未彻底解决的时候,20世纪出现了一种新的空气污染源——汽车尾气。汽车排放出的各种污染物,其中有些与阳光发生作用,产生烟霾;有的会增加酸雨。1921年,有人发现在汽油中添加铅,可以提高汽车发动机的运行效率,还能去除汽车的卡塔撞击声。此后,含铅汽油进入市场,汽车尾气的危害中又多了一项铅污染。早在含铅汽油生产之初,就发生过工人铅中毒事件,到20世纪60年代,美国儿童铅中毒率高达85%。
  5.1955年,汽车尾气生成的光化学烟雾,致使洛杉矶数百人死亡
  在被汽车尾气污染的城市中,以美国的洛杉矶最为著名。1940年,洛杉矶已有汽车250多万辆,每天消耗汽油1600万升,因此地三面环山,水平方向空气流动缓慢,很容易集聚化学烟雾。1943年,人們一觉醒来,发现空气中散布着浅蓝色的浓雾,发出刺鼻的气味,让人误以为是遭到了日本化学武器的进攻。数据显示,1940年—1946年,洛杉矶每天的降尘量从100吨升至400多吨,大雾连年不断。1955年9月,洛杉矶又发生光化学烟雾污染事件,两天内有超过400名65岁以上老人因呼吸系统衰竭而死,这个数字是平时的3倍。1959年,洛杉矶出现烟雾的时间多达187天。当时研究发现,石油工业每天排放的碳氢化合物为500吨,而机动车每天排放1300多吨。   6.20世纪80年代,墨西哥城的鸟,因空气污染,飞行途中会跌落到广场上
  汽车普及后,尾气污染也蔓延全球。希腊的雅典在1983年有100万辆汽车,加之那里道路错综复杂,时常拥堵,汽车发动机经常空转着等待道路畅通,以致烟霾严重。20世纪90年代雅典的烟霾浓度已是洛杉矶的2~6倍。墨西哥城的汽车从1950年的10萬辆,增加到1980年的200万辆,以致20世纪80年代,机动车排放物占到墨西哥城全部空气污染物的85%。在这里,学校有时会因为臭氧警报而停课,父母会为孩子戴上口罩。1985年污染最严重的时候,甚至鸟会在飞行中跌落到墨西哥城的广场上。有研究机构认为,在20世纪90年代,仅悬浮颗粒物一项,就会每年杀死墨西哥城超过12500人。
  伦敦是如何摘掉“雾都”帽子的?
  60多年前的伦敦饱受雾霾的困扰,浓重的雾霾严重影响了人们的生产和生活,并引发了疾病,而现在,伦敦已经不再是“雾都”,这是多年来与雾霾持续抗争、治理的结果。
  “1893年圣诞节的前夕。英国首都伦敦,大雾弥天,繁华古老的街道上看不出半点节日的热闹气氛,冷清得有点像坟地。强劲的冷风在街头巷尾横冲直撞,卷起地上的落叶和纸片碎屑,抛向黯淡的天空,街道两旁人行道上孤零零的煤气灯,冻得瑟瑟发抖,在迷雾中跳动着昏暗的光环。入夜,天气更显得晦暗可怖……”这段文字出现在30多年前的小说《凶手》里,描写的正是当年“雾都”伦敦堪忧的空气质量。
  短短几天时间,英国4000人突然离世,超过10万人感染呼吸道疾病,波及儿童老人,很多逝者都因为支气管和肺部重度感染。当时因为严重大雾,救护车都没法正常工作,数周后又有几千人死亡,共计死亡1.2万多人(其中主要是儿童、老人和各种呼吸道病患者)。这让英国人开始深刻反思,着手治霾。
  与国内民众目前常常自嘲的“等风来”相比,要根治雾霾显然是一场长期的“斗争”。英国前后花了几十年才让空气恢复清新。虽然过程艰苦卓绝,但其治霾的方法拳拳到肉,值得借鉴。
  关闭工厂 少用煤炭
  英国空气污染造成的苦果,催生了世界上第一部空气污染防治法案《清洁空气法》的出台。法律规定在伦敦城内的电厂都必须关闭,只能在大伦敦区重建。要求工业企业建造高大的烟囱,加强疏散大气污染物。还包括要求大规模改造城市居民的传统炉灶,减少煤炭用量,逐步实现居民生活天然气化;冬季采取集中供暖。
  1968年以后,英国又出台了一系列的空气污染防控法案,这些法案针对各种废气排放进行了严格约束,并制定了明确的处罚措施,有效减少了烟尘和颗粒物。到了1975年,伦敦的雾日已由每年几十天减少到了15天,1980年则进一步降到5天。
  发展公交 控制私车
  20世纪80年代后,交通污染取代工业污染成为伦敦空气质量的首要威胁。为此,政府出台了一系列措施,来抑制交通污染。包括优先发展公共交通网络、抑制私车发展,以及减少汽车尾气排放、整治交通拥堵等。
  1995年起,英国又制定了国家空气质量战略,规定各个城市都要进行空气质量的评价与回顾,对达不到标准的地区,政府必须划出空气质量管理区域,并强制在规定期限内达标。欧盟要求其成员国2012年空气不达标的天数不能超过35天,不然将面临4.5亿美元的巨额罚款。为了符合标准,早在2003年,伦敦市政府开始对进入市中心的私家车征收“拥堵费”,并将此笔收入用来改善公交系统发展。
  增加绿地 “胶水”吸尘
  20世纪80年代,伦敦市在城市外围建有大型环形绿地面积达4434平方公里。政府决定尝试在街道使用一种钙基黏合剂治理空气污染。这种黏合剂类似胶水,可吸附空气中的尘埃。街道清扫工已将这种新产品用于人口嘈杂、污染严重的城区,目前监测结果显示这些区域的微粒已经下降了14%。英国民众也可以通过网络查询每日空气质量的发布情况。
  如今的伦敦已经告别了雾霾。
  从1952年到2015年,伦敦用60多年由“雾都”化身为“绿色花园城市”,成为吸引全球游客最多的城市。
  被雾霾“统治”过的国家
  治理雾霾花多长时间?
  洛杉矶空气达到洁净标准,用了超过60年
  洛杉矶的情况同样充满波折。美国联邦政府在1963年、1967年先后颁布《清洁空气法》和《空气质量法》,着力控制空气污染。20世纪60年代末,一种汽车尾气净化器被发明出来,能有效减少碳氢化合物和碳化物的排放。当时市政当局要求所有汽车必须安装这种净化器。此举遭到汽车制造商的激烈反对,先是批评净化器技术上有问题,之后又声称改装成本太高。这样一直到1975年,洛杉矶的汽车才全部安装了尾气净化器。
  除了强制加装净化器外,洛杉矶还制定法规,鼓励市民“搭顺风车”。高速公路最左侧的车道被设置为“共乘车道”,一辆车上至少搭乘2人,才允许在这条快速道上行驶。如果单人开车在共乘车道上行驶,要被罚款271美元。2003年,洛杉矶每年有50万人共乘出行。这样多管齐下,至1999年,洛杉矶首次实现全年没有一级空气污染警报;2007年,洛杉矶地区的空气终于达到了洁净标准,此时距1943年雾霾大爆发已过去了64年。
  日本治理空气污染,花了30年
  由于空气污染物主要是由燃烧煤炭,以及尾气排放造成的,因此改变能源结构,推广使用相对清洁的燃料,是治理空气污染的一个重要方面。日本在明治维新后迅速发展,由于在二战中战败,工业发展一度停滞,空气情况转好。但在经济重新起步后,环境问题愈发严重,甚至出现了“四日市公害”(因污染严重,四日市常年烟雾弥漫,很多市民患上哮喘病,并因此死亡)这种重大事件。从20世纪70年代,日本开始大举治理空气中的硫氧化物。
  日本采取的办法包括:一、“原料和燃料低硫化”,使进口原油低硫化,火力发电厂使用低硫重油,推广使用重油脱硫技术等;二、“排煙脱硫”,通过技术去除废气的硫黄成分;三、“促进能源节约和向污染低的产业转型”,减少对石油能源的依赖,尽量使用清洁能源。在日本现今的能源结构中,核能、天然气,以及太阳能、地热、风能等占有重要地位,加之节能技术的推广,至20世纪90年代,日本硫氧化物的总排放量仅为50万吨,是60年代高峰时期的1/10;空气中的悬浮颗粒物含量从1975财年的0.050毫克/立方米,减少到了2010财年的0.021毫克/立方米。日本治理空气污染,前后也花掉了30年左右时间。
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