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1705357742 在大型工业领域,煤炭绝大多数是被集中利用的。在这之外,还有数亿吨的散煤,常见于中小型工业窑炉和人们日常生活当中。散煤煤质较差,使用时未经加工,燃烧分散,燃烧后鲜做废气处理。据估算,燃烧同等质量的散煤,排放量是电煤的10到15倍。在包括内蒙古、山西、河北、黑龙江等地的北方农村地区,冬季采暖用的散煤,往往是难以监控的污染源,令当地冬季的空气质量雪上加霜。
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1705357744 而生活中另一大空气污染源,便是农村的生物质燃烧,例如秸秆焚烧。2011年5月末,正值江南一带冬小麦收割,长三角地区的城市被大霾笼罩,人们发现,在超标近5倍的PM2.5中,48%到86%的“贡献”源于秸秆焚烧产生的有机碳。类似的情形同样在东北上演,2015年11月初,沈阳、长春、哈尔滨出现大霾,周边共计有836个秸秆焚烧点,令三座城市的PM2.5日均浓度最大超标24倍。
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1705357749 内蒙古锡林浩特冬日早晨的雾霾/摄影 邱会宁
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1705357751 家庭冬日燃烧散煤采暖会形成大量排放源。散煤在存放和燃烧阶段都会造成大量污染,在京津冀地区,散煤燃烧采暖造成的污染曾经是冬季大气污染的主要来源之一。
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1705357753 工业和生活之外,交通带来的污染排放更是随时随地都在发生。道路之上,小型客车的数量最为庞大,是有机物和一氧化碳的主要来源。重型货车的数量仅占2%,却排放了46%的氮氧化物和58%的一次颗粒物。在一些工厂密布和港口集中的地区,货车密集,其氮氧化物和有机物的排放量可高达全国平均水平的4到5倍。此外,农田的农业机械、城市的工程机械,以及在内河、海洋中穿行的船舶等,由于多使用质量较差的燃油,污染物排放情况同样严重。
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1705357758 2016年3月,吉林通榆农田中秸秆燃烧场景/摄影 邱会宁
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1705357760 秸秆在露天焚烧中产生大量的有机物和黑碳,对空气中PM2.5贡献明显,利于雾霾天气的形成。
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1705357765 北京东四环晚高峰车流/摄影 丁俊豪
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1705357767 根据生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2019)》,我国已连续十年成为世界机动车产销第一大国,机动车等移动污染源已成为我国大气污染的重要来源。
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1705357769 时至今日,在北京、上海、广州、深圳等大型城市,机动车排放逐渐超越工业,成为当地PM2.5的首要来源。
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1705357771 最后一种主要的人为源是农业。我国是农业大国,种植业中的化肥和养殖业中的动物排泄物,一道“贡献”了人为污染源中超过90%的氨气排放。一年中全国约有3200万吨氮肥进入农田,其中12.2%的氮会转化为氨气,从土壤中逸出。而在土壤碱性更强的华北平原,氮的挥发率则可能超过20%。动物排泄物中的尿素,在微生物的作用下,会转为氨气排出。所以,养猪业集中的四川、河南,蛋禽养殖集中的山东、河南、河北,以及毛用羊养殖集中的内蒙古、新疆,氨的排放量均位居前列。
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1705357773 至此,我们看到,工业、生活、交通、农业各领域,都在源源不断地向对流层输送着各类污染物。
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1705357775 正如《洛杉矶雾霾启示录》一书中写道:
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1705357777 人类文明制造烟雾的能力,绝非消除烟雾的能力所能望其项背。
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1705357779 当我们追溯雾霾的源头,会发现它最终指向的,是我们飞速前进的社会。
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1705357781 叁 最后一根稻草
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1705357783 大量的颗粒物已成为对流层沉重的负担。此时,只需“最后一根稻草”,一场大霾便在所难免,这根“稻草”就是气象条件。其中最典型的,就是垂直方向上的逆温层。
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1705357785 理论上,对流层的空气温度会随着垂直高度的上升而降低,即“下暖上冷”。当逆温层产生时,这个规律会被打破,大气在一定高度上会出现“下冷上暖”的情况。由于下层温度较低,空气密度更大,难以上升流动,如同一个穹顶扣在大地之上,无法穿过逆温层的污染物只能在其下方积聚,难以向上扩散。逆温层高度越低,污染物扩散空间越小,污染也就越严重。一旦湿度增加,霾便将顷刻笼罩。
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1705357787 逆温层形成的原因多种多样。例如,在晴朗的夜晚,地表温度迅速降低,贴近地面的空气温度逐渐下降,最终低于高空气温,形成“辐射逆温”。秋冬季节夜晚漫长,辐射逆温尤为强烈,令大江南北雾霾天气频发。一般情况下,辐射逆温会随着日出后地面升温逐渐消失,但在严寒的北方,白天地表散失的热量远高于太阳辐射带来的热量,就会形成昼夜持续的逆温层。
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1705357789 除此之外,在山间谷地,冷空气沿山坡一路流入山谷,将山谷中的热空气挤到高空,便产生“地形逆温”。在山脚下,气流翻越高山后逐渐下沉,过程中空气团上部的升温幅度大于下部,产生“下沉逆温”。而在近海地带,暖空气平流至冷空气上方,会造成“平流逆温”,此时的冷暖交界处常见平流雾景象。
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