大气雾霾的成因、危害与治理

杨 倩，王慧妍，杨余钒，白恩爽，张敬宇

（沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034）

1 引言

近年来，我国的社会经济和科技迅猛发展，但随之而来的环境问题也日益凸显出来，尤其是大气污染问题。经研究表明，在部分大中城市中，大气雾霾已成为城市大气污染的主要诱因，这给人们的生活环境、身体健康以及正常生活都带来了严重危害。因此，治理大气雾霾的工作已迫在眉睫。当前，中国在生态文明建设的道路上不断探索前行，而绿色环保已成为新时代科技发展的重点话题。基于上述背景，本文将围绕雾霾问题展开分析，并重点总结了大气雾霾的成因，危害以及治理措施等，同时，对大气雾霾的治理前景进行了展望。

2 大气雾霾的成因

雾霾是雾和霾的组合词。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶颗粒，而霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶颗粒，该物质会造成视觉障碍。因此，雾霾天气是一种大气污染状态，也是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的概述[1]。雾与霾的主要区别是水汽含量的多少，当水汽含量＞90%时，称为雾；当水汽含量＜80%时，称为霾；当介于80%～90%之间时，则是雾和霾的混合物，即雾霾。通常，雾霾形成的原因有很多种。

2.1 自然气象因素

雾霾天气的形成与飘忽不定的气象有很大的关联，如果天气一直处于同一温度，则对于地表空气来说，其流动是相对稳定的。而当温度飘忽不定，冷空气势力较弱时，比较容易出现大雾，而当近地面相对湿度较大，风力较小，则夜间的降温幅度也会比较大，此时空气易达到饱和凝结。近年来，随着工业的快速发展，城市中机动车尾气以及其他烟尘排放源排出的颗粒即微米级的细小颗粒，大量增加，会使大量的颗粒悬浮物滞留在空气中，并由于空气饱和而出现凝结情况，这样会极易造成污染物在近地面层积聚，从而导致雾霾天气形成。

2.2 水平方向静风现象和垂直方向逆温现象

当前，随着城市的楼房越建越高，地面摩擦系数会增大，这会使风在流经城区时明显减弱，而静风现象明显增多，这对于大气污染物向城区外围扩展稀释产生了不利影响，并且，很容易导致城区内高浓度污染[2]。经调查分析，我国雾霾天气的分布规律一般是中西部地区少，东部地区多，乡村少城市多，春夏季少秋冬季节多。而当逆温层处于一个城市的上空时，因为逆温现象，城市高空的温度要比低空的温度高的多。所以，低层大气温度升高相对缓慢，而污染物在正常的气候条件下，会从气温高的低空向气温低的高空扩散，会逐渐循环排放到大气中，但由于逆温现象，低空的温度会更低，导致污染物被阻滞在低空和近地面，且在低空停留的时间增加，不能及时排放出去，这样的恶性循环就会造成城市上空出现颗粒物沉积的现象，即雾霾现象[3]。

2.3 人为因素

通常，汽车尾气、农作物燃烧和化石能源燃烧等释放出的有害物质，都会在一定程度上使空气中的悬浮颗粒和二氧化硫等有害气体含量增加，最终造成雾霾现象[4]。随着城市的发展与进步，能源消耗，工业废弃物排放，以及日常生活和其他对空气有污染的物质的过量释放，都在一定程度上增加了雾霾天气的出现次数。如私家车保有量的增加，会使汽车尾气排放的污染物大幅增加；而企业由于缺少环保意识，不按要求安装空气净化装置，导致大量不符合标准的有害气体排入大气中；还有，煤炭的大量使用也对大气环境造成了一定的污染，以上这些现象都是导致雾霾天气增加的原因。

3 危害

3.1 影响生态环境，引起气候变化

由于大气雾霾中会含有大量的氮氧化物、硫化物，这些物质一旦溶于水即形成酸雨，而酸雨会造成建筑物腐蚀、地下水酸化、刺激人体皮肤、对水产养殖和人类日常生活都产生了不利影响。同时，雾霾中也含有大量的含氟物质，这会引起臭氧空洞效应。而过量的紫外线照射，会加重温室效应，进而提高地表温度，加速南北极冰川融化，使全球气候变暖[5]。此外，动物吸入雾霾中的有害物质，会导致各种疾病及基因变异。同样，雾霾也会严重影响植物的光合作用和呼吸作用，当雾霾含量较高时，含氧量就会降低，当没有氧气为光合作用提供原料时，且又吸入大量的有毒颗粒物，会使植物生病。同时，空气流动性降低，阳光也会减弱。

3.2 危害人类身心健康

3.2.1 危害人们身体健康

（1）通常情况下，当雾霾中高浓度的细颗粒物进入人体肺部时，会堵塞肺部的局部组织，从而使局部支气管无法通气，导致换气功能丧失。并且，雾霾中的有害有毒物质会刺激腐蚀肺泡壁，感染肺部器官，长期以往会使呼吸道防御机能受损，进而使人们发生支气管炎、肺气肿和支气管哮喘等疾病。雾霾不仅会危害严重人类的呼吸系统，更会影响心血管系统的健康。如当雾霾中的颗粒物笼罩在大气层中时，会减少大气的含氧量，从而加重了人们的呼吸强度，严重时可导致心肌缺血，心衰。而当雾霾中的颗粒物进入人体，参加血液运输时，既会争夺血红蛋白，还会溶解在血液中，从而诱发炎症，导致血管收缩，血管功能紊乱，并释放出大量氧自由基，最终形成血栓，造成血压升高及动脉粥样硬化斑块形成等。此外，雾霾还可以通过影响肺部神经系统，刺激交感神经，进而影响心脏的自主神经系统，最终引发心率升高和心律失常等 疾病[5]。如果人脑长期暴露于高浓度的雾霾天气下，还会因神经系统受损，导致大脑衰老退化。总而言之，很多疾病在遇到雾霾严重时，都会发作或加重。

（2）PM2.5还具有致癌性和促癌性，这是因为颗粒物表面可以吸附大量有毒可致癌的重金属铬、镉、镍等化学物质，以及空气中的细菌病毒等，这些有害物质会通过人体的呼吸道吸入，极大增加了人体患病几率。经研究发现，雾霾中的有害颗粒物比香烟里的有害物质更多，所以，吸入霾比吸烟更致癌。需要引起注意的是，雾霾传播也可能加重抗生素的耐药性，这对于人类需要抗生素治疗的疾病非常不利。

3.2.2 危害人们心理健康

雾霾天气还会对人们的情绪产生影响。这是因为人类的情绪很容易受气候变化的影响，当太阳光被空气中的雾霾颗粒物散射或吸收时，光照会减弱，从而会刺激大脑视觉中枢。当空气中的颗粒物浓度很高时，气压会降低，会使人产生瞌睡感，易焦虑烦躁，易悲观抑郁，导致处理事情时易情绪失控[6]，甚至会头痛、失眠。如果这种不良环境持续时间过长，还有可能诱发焦虑抑郁症，引发雾霾天情感障碍等。

3.3 影响公众交通出行

当雾霾天气出现时，空气质量较差，能见度会降低，从而会影响驾驶员的视线，甚至会影响驾驶员的判断，在这种情况下，驾驶员不得不降低车速，这样就容易导致交通堵塞；而当雾霾严重时，驾驶员视线会受阻，极易引发交通事故。所以，为了避免雾霾天气交通事故的发生，机场、高速公路、轮渡港口都会在雾霾天气严重时关闭，从而使人们的交通出行受到一定影响。

3.4 危害农业生产

众所周知，植物是通过光合作用来促进其生长的。但在雾霾天气时，一方面，漂浮在空气中的雾和霾会沉淀在农作物的叶片上，进而会影响农作物的呼吸功能；而当植物吸收了空气中的无机物和二氧化碳中的有毒物质和细菌病毒时，因植物根茎无法将这些物质排出，当其超出植物所能负担的值时，就会对植物造成严重污染，例如会出现根瘤，种子基因变异等情况[7]。而另一方面，当空气中的霾含量升高时，会减弱大气紫外线的射入，当照射的阳光强度减弱时，植物光合作用的原料之一ATP也会大幅减少，势必会造成植物产量下降。并且，不良的温室气体环境会有利于细菌病毒着床，导致病毒大量迅速繁殖，从而使牲畜诱发疫病，这会给养殖户带来较大的经济损失。

4 治理

4.1 技术层面

4.1.1 加强源头把控，防治污染源

雾霾防治首先要从源头抓起，无论是交通污染源，还是工业污染源以及生活污染源，都会对雾霾的形成产生一定影响。

（1）在防治交通污染源时，可以通过改进汽车发动机的燃油系统及尾气排放等性能，有效控制汽车不产生污染或产生较少污染[8]。目前，已有相关人员对此方面进行了研究，如利用新能源汽车来代替燃油汽车，就可以不产生污染；还可以在汽车尾气排放的处理器中使用脱硫脱硝的催化剂技术，就可以使汽车尾气在达标后进行排放。同时，鼓励人们出行尽量乘坐公共交通工具，提倡绿色出行。

（2）工厂企业所产生的雾霾主要是由燃煤烟气、工业废气及扬尘等构成，所以，可以要求工厂企业在废气排放处增设废气处理器，保证其中的有害物质得到有效处理后，再排放至大气中。其中，脱硫脱硝是废气处理的主要步骤，我国有90%的工厂都安装了脱硫装置，但该技术仍需进一步开发研究。除此之外，还可以在工厂企业内部放置吸附剂，以吸附废气中的粉尘、灰尘等[8]；还可以将煤炭气化后燃烧，从而用煤气代替煤炭，用于发电和供热；并且，大型的施工现场要进行全封闭设置，以减少扬尘等。以上这些措施都是从源头防治雾霾的重要手段。

4.1.2 优化能源消耗结构，发展新能源

一直以来，我国的能源结构仍以煤炭为主，其燃烧所产生的硫、氮的化合物也会促使雾霾的形成，因此，要有效防治大气中的雾霾必须从改善能源结构入手。而积极开发清洁新能源，也需要加大对新能源资金的投入，还要增加风能、太阳能、地热能的使用；在交通方面，同样要加大新能源汽车的研制与开发力度，并大力推广使用新能源汽车；同时，促进产业升级，用能源消耗低、生产效率高的新工业措施替代能源消耗大、生产效率低的旧工业措施[9]。所以，大力改善能源消耗结构，也是减少雾霾污染的重要手段。

4.1.3 开展科学研究，制定达标计划

相关部门要加大对雾霾的组成以及形成条件的科学研究，可在不同的城市建立研究雾霾的实验室。在实际工作中，由于不同的时间段、不同研究地点的取样不同，因此，其研究结果中雾霾的组成也可能不同。所以，不同的城市需要采取不同的治理方案。而且，治理方案应符合城市的发展特点，在此基础上，各个城市要制定符合自己城市特点的废气排放高标准、工业扬尘的消除等计划，并正确引导新能源的使用，从而对大气雾霾污染展开综合防治。

4.2 政府与政策层面

4.2.1 建立雾霾预警系统，出台雾霾天气应急预案

在大气雾霾治理的过程中，相关部门要设立雾霾监测点，在继续沿用地面人工观测手段的同时，再应用激光雷达、卫星遥感等方法，通过在大气层内监测气溶胶的垂直分布特征，来分析雾霾的形成过程。还可以通过气象卫星监测地面污染物的分布特征，以此对空气雾霾进行实时监测，从而逐渐提高对雾霾的预警能力和风险信息分析能力，这样就可以建立起雾霾的预警系统，还可以相应制定预警应急预案[10]。所以，当雾霾天气出现时，就可以通过微博、微信等公共媒体，及时发布实时的空气质量情况，这样就可以让人们采取正确有效的防护措施。

4.2.2 制定法律法规

国家政府部门要相应出台环境保护法、大气污染防治法等法律法规，且在地方政府的大力配合下，严格约束工厂企业的排污行为，严格控制排污总量，力争从源头控制以雾霾为首的大气污染。除此之外，也应在宪法中加入雾霾治理的相关法律，让人们意识到保护和改善生态环境是治理雾霾的根本手段。

4.2.3 统筹区域联防，科学布设规划

因雾霾具有传播的特点，为避免其扩散，应统筹不同区域的规划，并建立区域雾霾联防联控机制，促使区域内的城市共同协作治理雾霾。所以，可根据城市结构，合理布局城市的功能分区以及工业区，并把防治重点定位重污染区，这在一定程度上能有效缓解污染。此外，提高城市的绿化面积也是防治雾霾的重要措施，因为绿色植被可以吸附与吸收污染物，对空气也能实现一定程度的净化。因此，在城市布局中，要使工业区远离住宅区，并通过增大绿化面积，减少雾霾带来的危害[11]。

4.2.4 转变经济发展方式，建立完善的可持续发展战略

在以前，粗放型的经济发展使我国的能源资源不堪重负，造成了诸多突出的环境问题，所以，治理雾霾天气需要从根本上改变经济的增长形式，要保证经济增长不以破坏生态环境为代价，要努力建设资源节约型、环境友好型社会[11]。以此全面促进产业结构的调整与升级，以降低高污染、高消耗、生态破坏这三类企业在经济建设中的比例，从依靠人力资源为基础向科技创新为主导转变，并提倡应用节能环保型新技术，同时，在大力发展循环经济的基础上，建立完善的可持续发展战略。

4.3 民众层面

4.3.1 提升环保意识，动员全员参与

雾霾治理是一个复杂且长期的工程，不是一蹴而就能解决的问题。因此，民众提升雾霾防治意识至关重要。所以，在生活中要加强环保科普教育，让人们树立起“保护环境，人人有责、从小事做起、从自己做起”的环保理念；要树立提倡环保的先进典型，以此营造浓厚的防治雾霾的氛围，让大家达成绿色生活的共识，并自愿加入到雾霾防治中。

4.3.2 从教育入手，以个人带动集体

当前，要优先教育发展学生群体，因为学生的素质及对环境治理的态度对于雾霾治理的成功与否很重要。所以，要从小学生开始进行雾霾治理的教育，由浅至深，对大学生要进行更深入的教育。这样，当学生个体对于雾霾的治理起到作用时，就能通过学生个体影响家庭、社区、社会，也就真正做到了从教育入手，个人带动集体的效果，从而促进整个社会人员都参与到雾霾的防治工作中。

5 结语

综上所述，本文主要分析了雾霾的成因，并阐述了其对人体健康、生活交通、农业生产和生态环境等方面产生的危害，也从技术层面、政府与政策层面、民众层面相应提出了对雾霾治理的建议。目前，通过技术改进，相关治理政策的颁布实施等，雾霾现象已有了明显缓解。相信在不久的将来，在全社会的共同努力下，会有效治理雾霾天气，从而可以营造出更清洁、健康、绿色的大气环境。