PM2.5如何危害你我？
來源：荊門市環(huán)境保護(hù)局
日期：2012-07-10
丁一匯院士：氣溶膠污染空氣又抵消溫室效應(yīng)
氣溶膠危害很大
丁一匯認(rèn)為，由于空氣污染和氣候變化在很大程度上有共同的原因，即主要都是由礦物燃料燃燒的排放造成，因而減輕和控制空氣污染與減少溫室氣體排放保護(hù)氣候在行動(dòng)上應(yīng)是一致的。為了從經(jīng)濟(jì)上得到最大的節(jié)約和獲得雙贏的效果應(yīng)該采取協(xié)同應(yīng)對(duì)空氣污染和氣候變化的減排戰(zhàn)略，即應(yīng)該采取統(tǒng)一的而不是分離的科學(xué)研究和應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略。如果試圖把全球變暖維持在一規(guī)定的閾值中，就不僅要考慮CO2減排，而且也必須同時(shí)考慮改善空氣質(zhì)量的措施及其氣候后果。采取和制定協(xié)同或耦合的研究和對(duì)策戰(zhàn)略是十分必須的，而且是迫切的。這是一種應(yīng)對(duì)空氣污染和氣候變化的集合對(duì)策戰(zhàn)略，在未來20~30年這將成為一個(gè)重要的科學(xué)和政策問題。
一段時(shí)間以來，有關(guān)大氣氣溶膠粒子對(duì)氣候變化的影響，以及對(duì)全球變暖的減緩作用，成為專家學(xué)者和相關(guān)媒體熱議的話題。本報(bào)記者日前就氣溶膠的有關(guān)問題獨(dú)家采訪了中國工程院院士、國家環(huán)境咨詢委委員、國家氣象局氣候變化特別顧問丁一匯先生。
氣溶膠的危害不容忽視，但也有可利用的一面
丁一匯告訴記者，大氣氣溶膠是造成空氣污染的主要原因，尤其是在人類活動(dòng)排放源很強(qiáng)的工業(yè)區(qū)，大城市以及頻繁生物質(zhì)燃燒地區(qū)及其周邊。大氣氣溶膠對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的許多方面，如農(nóng)業(yè)、水資源、人體健康、城市化等都會(huì)產(chǎn)生重要的影響。
他說，大氣氣溶膠對(duì)城市的影響包括許多方面，首先是污染空氣，危害人群的健康；其次是降低城市的能見度，并使霾日的頻率明顯增加。他告訴記者，我國許多城市近二三十年霾日數(shù)不斷增加，能見度則明顯降低，目前中國東部大部分地區(qū)霾日都超過100天，其中大城市區(qū)域超過150天，有些地區(qū)如遼寧中部，霾日長(zhǎng)期超過300天。根據(jù)深圳氣象局統(tǒng)計(jì)，深圳市霾日每年平均達(dá)160天左右，平均能見度由80年代初的20公里下降到現(xiàn)在的10公里左右。
丁一匯說，大氣氣溶膠對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)的影響也很大，主要是通過由它們?cè)斐傻牡竭_(dá)地面的直接太陽輻射的減少引起的。在中國稻米和冬小麥生長(zhǎng)的主要農(nóng)業(yè)區(qū)之一的長(zhǎng)江中下游地區(qū)，由于大氣氣溶膠的散射和吸收作用，可使到達(dá)地面的太陽輻射量減少5~30％，近70％的作物受此影響至少減產(chǎn)5~30％。硫酸鹽氣溶膠還是形成酸雨的主要原因。
丁一匯告訴記者，氣溶膠對(duì)人體健康可以產(chǎn)生嚴(yán)重危害，對(duì)人體健康影響最大的是長(zhǎng)時(shí)間飄浮在大氣中的直徑為0.1~10μm的氣溶膠粒子，它能直接被人體吸入呼吸道內(nèi)，進(jìn)入肺部或進(jìn)入肺泡，并能進(jìn)入血液通往全身，由于其本身的毒性或攜帶有毒物質(zhì)，因而對(duì)人體健康會(huì)造成極大危害；大氣氣溶膠中的重金屬成分可以危害人體的多種部位，包括神經(jīng)、腸胃、心臟、肺、肝、腎、皮膚等；大氣氣溶膠中的多環(huán)芳烴和亞硝胺等化學(xué)物對(duì)人體有致癌作用。
丁一匯認(rèn)為，在我們強(qiáng)調(diào)氣溶膠的危害，并加強(qiáng)大氣污染治理的同時(shí)，還應(yīng)該看到氣溶膠的另一面——
氣溶膠可抵消部分溫室氣體造成的變暖作用
丁一匯說，全球氣候變化主要由溫室氣體濃度的日益增加引起，而空氣污染主要由懸浮于空氣中的氣溶膠粒子造成，它們都主要由礦物燃料的燃燒排放形成?？諝馕廴竞蜌夂蜃兓窍嗷グl(fā)生作用的，一方面，氣溶膠造成空氣污染，而且還具有明顯的氣候效應(yīng)和改變水圈循環(huán)的作用；另一方面，氣候變化也可加重和放大空氣污染對(duì)人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)的影響。兩者在科學(xué)問題上是密切相關(guān)的，因而應(yīng)該采取統(tǒng)一的而不是分離的科學(xué)研究戰(zhàn)略。
他告訴記者，大氣系統(tǒng)的能量平衡是決定地球氣候狀態(tài)(如地面溫度)的驅(qū)動(dòng)力。地氣系統(tǒng)收到的太陽短波輻射必須等于地氣系統(tǒng)自身射出的長(zhǎng)波或紅外輻射，如果使這種平衡發(fā)生擾動(dòng)或破壞，則會(huì)引起地球氣候發(fā)生變化。度量地氣系統(tǒng)的能量收支是否偏離其平衡態(tài)的物理量被稱為輻射強(qiáng)迫(RF)。如果RF是正，說明地氣系統(tǒng)收到的能量大于損失的能量，地氣系統(tǒng)將增溫或變暖，反之將冷卻。溫室氣體產(chǎn)生的溫室效應(yīng)使地氣系統(tǒng)向外射出或損失的長(zhǎng)波輻射減少，由于入射的太陽輻射不變，則RF為正，地氣系統(tǒng)將增溫，從而導(dǎo)致全球變暖。
他說，大氣氣溶膠粒子通過散射和吸收太陽光，減少了到達(dá)地面的太陽輻射，具有降冷作用，可以抵消一部分由溫室氣體造成的變暖作用，這是大氣氣溶膠對(duì)地球氣候影響最重要的一種作用。平均而言，不論各種氣溶膠的作用有何不同，所有大氣氣溶膠的總氣候效應(yīng)都是造成地面負(fù)的輻射強(qiáng)迫，使地球溫度降低。這種作用與溫室氣體的增暖作用正好相反，它具有抵消溫室效應(yīng)增暖的作用。國際上一些大型的大氣氣溶膠試驗(yàn)也都證明了這一點(diǎn)。能否合理利用氣溶膠的這種作用，實(shí)現(xiàn)控制空氣污染與減少溫室氣體排放雙贏，就應(yīng)該——
對(duì)空氣污染和氣候變化需采取統(tǒng)一而不是分離的應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略
丁一匯說，由于空氣污染和氣候變化在很大程度上有共同的原因，即主要都是由礦物燃料燃燒的排放造成，因而減輕和控制空氣污染與減少溫室氣體排放保護(hù)氣候在行動(dòng)上應(yīng)是一致的。
有研究指出，大氣氣溶膠的增加減少了到達(dá)地面的太陽輻射量，與溫室氣體增暖作用是相反的，互相抵消的。由溫室氣體造成的地表增暖的50％可能被氣溶膠的冷卻作用所抵消，一旦除去氣溶膠將會(huì)使溫室氣體產(chǎn)生的增溫表現(xiàn)得更顯著，這將進(jìn)一步增加CO2減排的壓力。因而空氣質(zhì)量和氣候變化這兩個(gè)問題不能孤立地解決，它們是密切耦合在一起的。
丁一匯認(rèn)為，必須發(fā)展更復(fù)雜的地球系統(tǒng)模式和氣候與生物地球化學(xué)變量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用這種復(fù)雜的地球系統(tǒng)模式可以更準(zhǔn)確地模擬和預(yù)報(bào)上述兩方面的重要物理、化學(xué)和生物過程以及反饋機(jī)制，這是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)性任務(wù)。如果試圖把全球變暖維持在一規(guī)定的閾值的環(huán)境戰(zhàn)略中，就不僅要考慮CO2減排，而且也必須同時(shí)考慮改善空氣質(zhì)量的措施及其氣候后果。
他告訴記者，目前國際上已在計(jì)算，如不考慮氣溶膠冷卻的抵消作用，全球?qū)?huì)再增加多大的溫度上升？同時(shí)也在研究，在這種情況下，全球的減排責(zé)任將會(huì)有多大增加？在IPCC(政府間氣候變化專門委員會(huì))第四次評(píng)估報(bào)告中，對(duì)于大氣氣溶膠的氣候效應(yīng)做了更完整和深入的總結(jié)，并明確指出氣候變化與空氣質(zhì)量問題是通過大氣氣溶膠緊密耦合在一起。同時(shí)專門研究了未來百年溫度變化的趨勢(shì)。如果新的氣候模式中去掉大氣中所有人為排放的硫化物氣溶膠的冷卻作用，結(jié)果表明，全球平均溫度將上升0.8℃左右。
丁一匯強(qiáng)調(diào)說，為了從經(jīng)濟(jì)上得到最大的節(jié)約和獲得雙贏的效果，應(yīng)該采取協(xié)同應(yīng)對(duì)空氣污染和氣候變化的減排戰(zhàn)略，即應(yīng)該采取統(tǒng)一的而不是分離的科學(xué)研究和應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略。尤其將來隨著空氣污染的不斷治理和改善，可大大降低氣溶膠的冷卻作用，這將進(jìn)一步加大未來溫室氣體的減排量，否則全球氣溫將會(huì)以更快的速度和量值上升。因而采取和制定協(xié)同或耦合的研究和對(duì)策戰(zhàn)略是十分必須的，而且是迫切的。這是一種應(yīng)對(duì)空氣污染和氣候變化的集合對(duì)策戰(zhàn)略。在未來20~30年這將成為一個(gè)重要的科學(xué)和政策問題。
他說，對(duì)于像中國這樣經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的發(fā)展中國家，這種戰(zhàn)略尤其重要，因?yàn)檫@兩個(gè)問題不但同時(shí)存在，而且同是因經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗同時(shí)迅猛增長(zhǎng)，益使空氣污染嚴(yán)重和溫室氣體排放快速增加。從同一源頭上解決這兩個(gè)問題不但經(jīng)濟(jì)上更為有效，而且可同時(shí)解決大氣環(huán)境和氣候變化問題。
他建議，在能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中應(yīng)同時(shí)考慮溫室氣體和氣溶膠排放的綜合或集成技術(shù)，使兩者排放量都能得到減少和控制；組織各方力量編寫第一個(gè)比較完整的中國氣溶膠排放清單；進(jìn)一步改善溫室氣體和氣溶膠的觀測(cè)網(wǎng)，尤其是氣溶膠觀測(cè)網(wǎng)更需擴(kuò)大和加密；進(jìn)行空氣污染和氣候變化的氣溶膠——云——?dú)夂蜃兓嗷プ饔玫难芯?，并發(fā)展氣候模式(全球和區(qū)域模式)與空氣污染模式相互耦合與嵌套的集合模式系統(tǒng)，為建立中國中長(zhǎng)期空氣污染及其環(huán)境和氣候影響的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)提供科學(xué)基礎(chǔ)和支持；建立耦合的空氣污染和氣候變化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，根據(jù)它們之間的相互作用關(guān)系以及未來情景預(yù)測(cè)，提供對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)部門影響的后果和嚴(yán)重性評(píng)估。
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大氣氣溶膠是懸浮于空氣中固態(tài)和液態(tài)質(zhì)點(diǎn)組成的一種復(fù)雜的化學(xué)混合物，它們的大小從只有幾納米的超細(xì)顆粒到幾個(gè)微米直徑以上的粗顆粒。在兩者之間是被稱為細(xì)顆粒的氣溶膠，其直徑在0.1μm到幾個(gè)μm，所以大氣氣溶膠的典型尺度是0.001~10μm，其在大氣中的居留期至少為幾小時(shí)，平均可達(dá)幾天、一周到數(shù)周，甚至到數(shù)年(如平流層氣溶膠)。
大氣氣溶膠可以作為顆粒物(初生源)直接被排放出來，也可以由氣態(tài)前體物通過化學(xué)反應(yīng)(如光化反應(yīng))間接形成于大氣中(次生源)。從排放源分類大氣氣溶膠可分為自然源和人為源兩類。
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