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雾霾主要成分是什么(水与雾霾的关系)

时间:2024-08-15 11:00:46

前言

水清则天蓝,“蓝色”是水的基本色,天是否蓝要看地表水是否清,若地表流淌的都是污水,天蓝是几乎不可能的。近几年京津冀地区空气质量的改善,主要是南水北调中线的贡献,清澈的汉江地表二类水大量输入到京津冀区域,改善了当地地表水环境,相应提高了的当地空气质量!!!

水清则天蓝,北京雁栖湖的验证@图片来自网络

近段时间,雾霾又一次来临,导致空气质量急剧下降,雾霾究竟来自哪里?又是如何形成的?它和地表水的质量是否有关?有没有彻底治理的办法?想必大家都有这样的困惑,而专家的解释—烧秸秆、汽车尾气、建筑垃圾、冬季供暖、工业废气……也是不约而同的一致,但真的是这样么?


近期的雾霾 图片来自网络

今年春节受到新冠疫情的影响,大家都宅在家里躲避疫情,煤改气了,煤炉砸了,周围农村不许烧柴了、大街上机动车稀少、大多数工厂停工了,建筑工地静悄悄、一切娱乐活动停止了、城市禁放鞭炮了、酒店关门饭馆基本没生意了……但雾霾还是回来了,而且比往年时间还长。

封城期间的北京某公园灰蒙蒙的天地@图片来自网络

封城期间的武汉没有任何活动,但是雾霾仍然不放过天空@图片来自网络

封城期间的西安@图片来自网络

2020年春节放假期间(1月25日春节),西安的雾霾不仅没有随着工业、车辆减少而维持良好天气或减轻,甚至频频出现中、重度污染,空气质量不容乐观。下图为官方公布的西安2020年1月空气质量指数:

2020年1月官方公布空气质量指数

(绿色代表空气优,从下往上表示空气质量依次变差)


那问题出在哪里了呢?是因为我们一开始就没有抓住治理雾霾的根源!

雾霾的形成既有“源头”,也有“帮凶”。

一、雾霾的源头—主要是因为水污染

我们在相同实验条件下,在线监测污水和净水上方局域的PM2.5和PM10,

下面是一组实验数据

从实验数据我们可以看出,污水实验上方PM2.5和PM10的数值均比净水实验的值高,超出净水实验PM2.5和PM10百分比高达52.6%和54.5%。

据有关专家介绍,雾霾的主要成分是硫酸盐、硝酸盐、铵盐等颗粒物组成的气溶胶。而也有研究表明,通过对气溶胶颗粒的成分进行DNA测序,发现1300多种微生物,再一次表明雾霾频发与水污染、大量滋生微生物种群有直接关联。那它是如何形成的呢?

原理:受污染的水中含有氮氧化物和硫化物等污染物,水分蒸发时携带了质量较轻的污染物,如氮氧化物、硫化物和微生物等其中含有微生物,微生物飘移到大气中吸附在气溶胶凝结核表面,蒸发时携带氨氮营养物与气溶胶凝结核结合,为微生物生长提供水分、养料和氧气,使微生物适宜条件下迅速繁殖,气溶胶体积迅速增大突破临界点,最终形成雾霾。


雾霾形成对比示意图

那么雾霾是怎么回事呢?主要是因为河湖破坏生病了,一次次的拦截、边坡硬化,河水较少,甚至断流,水质变差,污染物随水分蒸发,形成雾霾。由于水污染造成雾霾的例子屡见不鲜,如印度的新德里雾霾是由于恒河的污染、英国伦敦的雾霾是源于泰晤士河的污染。而“水污染治理好了,雾霾自然就消失了”也有据可循,英国伦敦也随着泰晤士河的污染得到治理而彻底去掉了雾都的帽子;近些年北京地区雾霾有所减轻,重点湖泊从2014年12月到2019年12月份,北京地表水质状况与官方发布的同时段空气质量对比呈现正相关。

那么有人会问,为什么只有冬天才会形成雾霾?这是因为雾霾形成还有个重要的“帮凶”—大气压。

二、雾霾的帮凶—大气压


在海拔450米时冬天和夏天大气压示意图

原理:上图可以看出,由于地球公转倾角原因,北半球冬天上空气压较高,而南半球气压较低,因此北半球是冬天,南半球为夏天,这也是冬夏的区别。由于地球本身温度是恒定的,因此地表水如果是污水,通过地球本身温度就会蒸发出来雾加霾,如果地表是清澈水(地表二类),蒸发出来就是雾没有霾。高气压阻碍了空气的垂直对流运动,抑制了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散,几千米甚至几万米厚的大气压,像一层厚厚的被子罩在地球表面,近地面的污染物“无路可走”,只好“原地不动”,越积越厚,雾霾势必加重。

雾霾源于水污染,受污染的水蒸发时携带了大量污染物进入大气,由于大气压的共同作用下,导致雾霾迟迟不易散去,这是一个系统污染,针对雾霾形成原理,从源头出发,即水污染治理方向入手,消灭水污染。