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【题  名】 雾霾 找对办法就不难 ——一个化工专家对雾霾的浅见

【出  处】 北极星节能环保网

【日  期】 2017.01.09

【作  者】 /

【关键词】 环境治理 大气治理 雾霾 大气污染治理 环境保护

【正  文】

     我们的微生物观点至少有两个研究可以佐证:瑞典科学家JoakimLarsson最近在国际期刊《微生物》发表论文,承认微生物是北京雾霾重要组成,是微生物“储存库”和“传播途径”,清华大学研究也表明北京雾霾中含1300种类微生物。
   上述分析可以看出,雾霾就是空气中各种物质在不断进行物理、化学、生物学转化的诸多变化的表现形式,并且在动态变化中。
   在此建立一个静态分析的模型:从上面的化学、物理、生物学角度的分析可以看出,形成雾霾的诸多物质,其积累方式是加成方式的线性关系,只有微生物是由其繁殖与代谢速度决定的非线性关系,而不同种类的微生物繁殖速度从每分钟几倍到几万倍不等。同时值得注意的是铵盐类物质(氨氮),为微生物繁殖提供了营养,而铵盐的原料中最关键的是氨。可以说,微生物繁殖与代谢是雾霾严重程度的最重要决定性因素。
   再分析一下动态情况:从物质扩散角度(依据物理和气象学)看,空气扩散的主要方式是不同区域温度梯度形成的风带来的水平方向扩散流动和因地表以上各区段空气的温差使地面空气向上升腾作用的垂直方向的流动,一般情况下这两种作用都是同时存在并共同作用的。在无风情况下,空气如果是透明的,太阳光可以直射到地面,使地面温度升高(当然还有地热的影响),而离地面越高则温度越低,地面热空气不断向上升腾,冷空气逐渐下沉形成循环,扩散了空气中的污染物。而一旦雾霾水汽等阻隔了太阳光,在空中形成了温差异常(大气中出现气温随高度增加而升高现象,气象学称之为逆温,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”),出现逆温层时,它就像大被子那样覆盖在近地面的的稳定层(如飞机上看到的那种雾霾图像),导致这种垂直方向的空气对流运动减弱甚至停滞。这种水平方向的风和垂直方向的对流运动都不能将污染物扩散的情况,就会形成严重雾霾。气象专家指出,逆温形成污染,污染加剧逆温,恶性循环,越来越重,必须要有个天气过程带来的冷空气,才能破坏这个循环。俗话说“等风来”。
   从上述化学、物理、生物学、气象学角度的简单分析来看,雾霾形成首先是有大量污染物到空气中并产生了化学物理生物学的各种转化,遇到不利扩散的气象条件,微生物的繁殖成为了决定性因素,PM2.5爆发式增长,形成雾霾或严重雾霾,同时由于微生物的代谢关系使雾霾严重程度不会继续恶化,而是维持在某个水平,直到风来。
   四、从化学生物学角度来探讨雾霾治理的技术(十倍进步):
   依据上述的雾霾的形成机理,就能找出解决问题的方向:系统性的减少污染物排放特别是减少影响大的污染物排放(如切断氨源以避免形成铵盐),阻断微生物繁殖的条件是首要任务。
   但是现有的雾霾治理技术有其先天的缺陷:
   首先,没有切断氨(铵盐)这个关键因素,反而在脱硝环节上因氨逃逸造成空气中存在大量的铵盐(前面引用清华大学的研究中:北京及华北地区大量存在的氨、矿物粉尘等碱性物质使得当地颗粒物结合水的pH值远高于美国等地,呈现出特有的偏中性环境)。理论上来说,没有氨的作用,空气应该是微偏酸性的,因为二氧化硫、氮氧化物都是酸性的。偏中性,说明了大量氨的影响才会如此。
   特别值得指出的是,氨的活性很高,能与二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳(烟气中一般含10-15%)反应生成硫酸铵类、硝酸铵类、碳酸氢铵,很难从空气中准确检测出游离氨。同时,空气中的铵盐、硝酸盐会因为微生物的繁殖与代谢而迅速消耗的影响,也很难直接来及时准确的检测。但是,可以推算每年多少氨跑到大气中去,在此选个角度,从空气中的物料平衡测算,最近的报导有说,“目前,全国二氧化硫、氮氧化物等主要大气污染物排放量均在仅两千万吨,而且污染物集中排放在东部、在京津冀及周边地区”,首先现在空气是中性的,就能推算出二氧化硫、氮氧化物的酸性全部被氨和矿物质中和了,其中氨占比更高,即使氨只占50%,也是1000万吨以上的氨量在空气中。如果不考虑矿物质因素,就是2000万吨以上的氨量。如此大量的氨形成的铵盐,再加氮氧化物最终形成的硝酸盐,能为微生物提供多么大的营养源啊?

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