改善雾霾的方法范文

时间:2023-12-29 17:54:30

导语:如何才能写好一篇改善雾霾的方法,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

改善雾霾的方法

篇1

雾霾的来源大家都很清楚。比如:汽车尾气,工业排放,建筑扬尘和地表土扬尘,垃圾焚烧,家庭烧煤取暖和烹饪油烟等。治理方法我们首先想到的是堵住排放源,就是堵源头,减少排放。减少工业排放,减少民间排放,车辆限号通行,减少施工作业,采取湿法施工(通过洒水控制扬尘)这些方法的确能起到一定的作用。但,控制排放空间有限,我们不能回到原始社会不搞任何生产。当堵源头用到极限时,我们还有方法吗?

当然有方法。这就是我重点想谈一下“吸”收雾霾发方法。雾霾是微小的颗粒,看上去很多,其实压缩成固体没有多少。雾霾颗粒产生是因为污染源,这个大家都清楚了,那么雾霾颗粒的消失是自动不见了吗?当然不是。有人说靠风,靠冷空气,但大家想过没有。风和冷空气是用别的地方的好空气吹走本地的雾霾空气,根本没有让雾霾消失。如果没风,没有冷空气怎么办,如果吹来的本身就是雾霾怎么办?

那么,雾霾又是怎么被吸走的呐?卤水点豆腐,一物降一物。雾霾是被自然生态环境吸收了。治理自然最好的方法就是有自然的方法。我们知道,调节自然靠的是海洋、湖泊、森林、湿地、雨水。正是“海洋、湖泊、森林、湿地、雨水”净化了空气。海洋无法掌控所以,只能在“湖泊、森林、湿地、雨水”上做文章。

一、长远治理雾霾的措施

1、增加湖泊面积。我国湖泊在逐年减少,近30年来,长江流域消失面积在1平方公里以上的湖泊有96个,近50年来我国消失的面积大于1平方公里的湖泊多大243个。所以,要采取措施,遏制减少趋势,通过,拦河,蓄水。使其,恢复增长。这是长远的治理发方法。

2、增加森林覆盖率。目前,我国森林总面积已恢复到2.08亿公顷,森林蓄积总量151亿立方米,森林覆盖率达到21.63%。众所周知,森林每生长1立方米,就能吸收1.83吨二氧化碳,放出1.62吨氧气。可以这样说,造林就是固碳,绿化等同于减排。在城市及其周边大力营造人工林,可直接净化空气、防止风沙扬尘,而且通过减缓热岛效应,可降低城市气温,间接减少空调污染物的排放。林业在修复生态、改善气候中,扮演着不可替代的角色。因此,要大力植树造林。增加森林面积。这也是长远之计。

3、增加天然湿地面积。由于人口的快速增长和经济的发展,还有就是拦河造坝对洪灾的有效治理,致使我国湿地在减少,功能在退化。科学规划和保护湿地也是长远之计。

二、快速治理雾霾的措施

上面的方法有效但,只是长久之计,要想快速遏制住雾霾还要依靠人民,用人力快速解决问题。可采取以下措施

1、农村人造湿地。我国北方冬季虽然植被和草地会干枯落叶,失去了对雾霾的吸收作用。但,北方还有一望无际的麦田。麦苗具有很强的吸附雾霾能力,但吸附到一定程度,就要通过下雨或人工冲刷让尘埃入地。洁净后的麦苗又可吸收雾霾。在雨水充沛季节我们大量建造蓄水池,将水蓄积起来。到冬季雾霾频发时期,利用这些水,采用喷灌技术,让麦田保持湿润清洁。这样,立竿见影地形成了巨大湿草地。使北方湿地面积突然增加几十倍。吸附雾霾的能力显著增强。

2、城市人造湿地。我国过快的城市化,使农田,林地减少。雨水落到城市,经下水管道过快地排走。降低了空气湿度,减少了地区降雨量和水循环次数。城镇化制造了干旱化。城镇化后我们有方法多留住些水,湿润我们的环境吗?

解决办法还是有的。城市可以通过工程把雨水蓄积起来,建设大型雨水库。然后,每天用这些水(也可以调剂些其他水)洒路面和植被。这样,就制造出了“人工湿地”。雾霾颗粒落到干燥的地面和从干燥地面扬起的速度是一样的,如果有风的话扬起的比落下的还要多。但,如果落到湿润的地面上,那就起不来了。这是第一步临时吸收。第二部是通过冲刷将地面上的已经落下的雾霾,冲刷到下水道里。雾霾就会被彻底吸收。西安市前几年这方面工作有市容园林局负责,抓的特别好。严寒天气、可喷洒草坪和植被。更换吸水力强的地砖,储存水分。

3、人造湿地就是人工增雨

农村每日喷灌农田。城市每日喷洒地面和植被(严寒季节为了防滑多喷洒植被),空气湿度就会不断增加,雨水(降雪雪)也会大大增加。水没有浪费,只是增加了本地停留时间和循环。人工制造湿地,空气湿度就容易饱和,只要遇见雾霾就很容易降雨雪。降雨雪就彻底解决雾霾天气。大自然神奇的自调功能就被激活。

水,是万物之灵。通过政府部门采取积极措施,增加我国水循环来改善我国空气质量。我觉得是一个有效途径。人民广泛参与是快速解决雾霾问题的有效方法。

篇2

在省中医院里,眼科医生仔细为小张做了检查,医生发现小张的角膜光泽欠佳,球结膜布满血丝,这是因为这段时间雾霾较重,加之他平时有轻度干眼症引起的。医生建议他停用抗生素类的眼药水,少出门避免雾霾侵袭,平时注意用眼卫生,保证足够睡眠,随即用生理盐水进行结膜囊冲洗,几天后小张就感到眼部不适症状明显改善。

众所周知,雾霾会伤害呼吸道,其实雾霾天眼睛也比平常要容易出问题。在雾霾天气大部分人会戴口罩,口罩能挡住一部分有害物质进入呼吸道,从而尽量减少有害物质对呼吸系统的危害。可眼睛却整天暴露在空气中。雾霾中的有害物质极易造成对眼睛的伤害,使眼睛出现不适,包括干痒、涩痛、炎症等,而且这种不适在戴隐形眼镜情况下更容易发生。尤其是平常就用眼频繁,或者是常戴隐形眼镜的人,雾霾天里更要注意。

雾霾天护眼要多管齐下,以下“雾霾天护眼守则”值得大家参考。

1.城少雾霾天气的室外逗留时间,以降低雾霾对眼睛的伤害。

2.在室内要紧闭门窗,避免室外环境的污染,同时可在室内放一些绿色植物。

3.雾霾天外出归来,要及时用流水冲洗眼睛,减少有毒颗粒物附着的时间。

4.雾霾天气出现眼部不适时,切不可自行随意购买眼药水。因为雾霾的组成成分复杂,每个人的抵抗力不一样。如果没有对症下药,反而会对眼睛造成影响,如果原来就患有干眼症,盲目地使用抗生素反而更会加重病情。

篇3

关键词:雾霾污染;非参数检验;多元统计分析

中图分类号:F39 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2016)29-0090-03

引言

近几年雾霾天气频发,可想而知,雾霾给人类的日常的生产生活带来了很多负面影响,不同程度上影响日常学习和生活。而对于雾霾的认识,专家学者们众说纷纭。孙亮[1]认为酸雨是由雾霾引起的,会减少农作物产量。刘鸿志[2]认为雾霾会影响很多方面,如人的情绪、社会管理和政府公信力、工农业生产、养殖业、旅游业等。朱成章[3]认为影响雾霾的主要因素是煤和石油。冯少荣、冯康巍[4]利用统计分析方法分析雾霾的影响因素,认为面积大的城市要注意区域间的协调配合;第二产业占比大的工业城市要注意雾霾的防治。

一、黑龙江省各城市雾霾影响因素指标体系的构建

本文在大多数学者的研究成果基础上,对黑龙江省的12个地级市(哈尔滨市、齐齐哈尔市、牡丹江市、佳木斯市、大庆市、鸡西市、双鸭山市、伊春市、七台河市、鹤岗市、黑河市、绥化市)进行分析,并建立黑龙江省各城市雾霾影响因素指标体系。其中被解释变量(Y)的计算方法采取2014年11月份每天的AQI相加反映该月的空气质量水平。所有数据均来自2014年的《黑龙江统计年鉴》。

二、黑龙江省雾霾天气影响因素实证分析

(一)非参数检验

由于雾霾的测度变量――空气质量指标(AQI)及影响因素的分布事先未知,因此利用person相关系数和非参数检验中的Spearman秩相关系数和Kendall-相关系数来实现,这三个系数相互印证,共同判断雾霾的主要影响因素。

由于数据是选取黑龙江省12个城市的单月数据,并不能以此认为这些数据都服从于正态分布。为了检验AQI与各潜在影响因素之间的相关性,采取非参数检验的方法;为了使结果更准确,采用Spearman秩相关系数和Kendall-相关系数同时做检验,与person相关系数进行对比,观察显著性情况,做出准确分析。其中相关性显著的如表2所示。

对表2的结果进行分析,由于取0.05的置信度时,变量的显著性明显,所以下文以0.05置信度的结果进行分析。

从城市规模的角度看,与Y呈显著正相P的是GDP和人口。这一结论很少被有关专家学者发现或者提到。GDP越高,AQI指数越高,说明经济的不断增长,雾霾越来越严重,有悖于常识,但是黑龙江省发展经济的同时可能不重视环境治理,就导致雾霾情况越来越严重,这就不难解释AQI指数和GDP呈正相关关系了。这仅是笔者个人的观点。AQI指数和人口成正比,是因为人口越多,各种能源消耗就越多,对环境的污染越严重,雾霾指数就越大。

从工业污染排放方面看,与Y呈显著正相关的是第二产业增加值。这就很容易解释,第二产业增加值越大,AQI指数越高,工业产业排放的污染越严重,雾霾污染越严重,这样的城市越需要治理。

从机动车排放污染方面看,与Y呈显著正相关的是X7、X8,即机动车辆和单位面积机动车辆。机动车辆越多,排放的尾气污染越多,环境污染越严重,雾霾越严重,这是个影响雾霾的重要因素,不容忽视。

从能源消耗排放方面看,三个因素与AQI指数都无显著的相关关系,与实际不太相符,对雾霾的影响很大,有直接关系,在这里就不做解释了。

(二)多元线性回归分析

多元线性回归模型是指有多个解释变量的线性回归模型,用于揭示被解释变量与多个解释变量之间的线性关系。多元线性回归的数学模型[5]为:

对上述显著的5个X和Y做多元回归,回归模型为:

y=β0+β1x1+β2x3+β3x5+β4x7+β5x8+ε,其中系数βi为待估参数(i=0,1,2,3,4,5),ε为随机误差项。

根据相应的数据,利用SPSS进行回归分析,结果如表 4所示。

回归方程通过F检验,可认为被解释变量与解释变量全体的线性关系显著。调整后的R方为0.756,拟合优度较好。查DW临界值表可得 du

表4反映所有自变量的t检验的p值均大于显著性水平,认为它们与被解释变量的线性关系显著,应该被留在模型当中。由于方差膨胀因子(VIF)均接近1,可判断该模型中不存在多重共线性的问题。

再将数据输入Eviews中,利用White检验判断是否存在异方差性,检验结果如表5、表6所示。

由检验结果可以看出,White检验的辅助回归模型F统计量值以及怀特统计量F的P值均大于0.05的显著水平,因此接受同方差的假设,认为模型不存在异方差。接下来进行随机解释变量检验,将残差与解释变量之间计算相关系数如下:可见解释变量与残差之间的相关系数极小,认为模型不存在随机解释变量问题。最终模型为:

Y=1378.78223198+1.14766531901X1+0.254109331177X3+

2.65182277315X5+7.0788498235X7+240.019927163X8

表示城市生产总值越大,雾霾越严重,即GDP每增加1.148亿元,雾霾的空气指数将会增加1。城市人口越多,雾霾越严重,即人口每增加0.2541万人,雾霾的空气指数将会增加1。单位面积机动车辆越大的城市,雾霾污染的可能性要小。即第二产业增加值增加2.652亿元,雾霾的空气指数将会增加1。

三、缓解雾霾污染的政策建议

近几年,雾霾天气越来越频繁地发生,尤其在秋冬季节,黑龙江省乃至全国都特别严重,所以雾霾治理迫在眉睫,也应该引起大家的重视。根据上述实证分析结果及结合黑龙江省的实际情况,提出以下几点有针对性的建议。

(一)优化产业结构,协调发展绿色经济

工业排放的废水、废气、粉尘等导致了环境的严重污染,也对雾霾的产生有很大的影响,所以控制第二产业增加值,第二产业占比很有必要。

(二)交通方面的治理

主要就是汽车尾气的排放污染,一方面,要从根本上控制机动车辆的保有量,减少单位面积的机动车辆,控制在一个指标上;另一方面,机动车应该使用高质量、绿色环保的汽油,减少汽车尾气排放废气污染成分,从根源上缓解雾霾的产生。

(三)能源消耗使用结构调整

近几年,煤炭消耗不断增加,尤其像黑龙江这样的北方城市,煤炭的使用必不可少,供暖时排放的废气是导致雾霾的重要影响因素,我们就要从可实施方面改善这种情况,尽量使用污染小的能源代替煤炭的使用,大力开发天然气、提高煤炭的利用率,减少煤炭的使用[6]。

(四)其他政策建议

黑龙江省地域特殊,是个以农业为主的省份,在秋季,秸秆燃烧现象非常严重,农民取暖使用煤炭,也很少养殖大型畜牧类牲畜,所以秸秆对于他们就没有多大的用处,无处放置,大多都就地燃烧了。这种现象对环境污染极其严重,是导致雾霾的原因。应该重视秸秆燃烧的情况,充分利用秸秆,生产出新的能源,既代替煤炭的使用,也能减少环境污染,缓解雾霾污染。增加绿地面积,改善空气质量,也是缓解雾霾的一种有效的途径。

参考文献:

[1] 孙亮.灰霾天气成因危害及控制治理[J].环境科学与管理,2012,(10):71-75.

[2] 刘鸿志.雾霾影响及近期治理措施分析[J].环境保护,2013,(15):30-32.

[3] 朱成章.我国防止雾霾污染的对策与建议[J].中外能源,2013,(6):18-22.

[4] T少荣,冯康巍.基于统计分析方法的雾霾影响因素及治理措施[J].厦门大学学报:自然科学版,2015,(1):114-121.

篇4

最大实验室都能做什么

北京顺义一所国际学校耗资3000万建的防霾帐篷的照片,前些天流传很广,不过雾霾天并不是所有人都能躲进这样的环境里。

同样在北京郊区,怀柔也在准备建造一个与雾霾相关的设施,这是中国科学院的“大气环境模拟系统”,也被称作“烟雾箱”。中科院研究员、项目筹备负责人贺泓表示,竣工后的怀柔“烟雾箱”将成为全球最大的雾霾实验室。

按照科学家的预想,新的“大气环境模拟系统”其中最大的两个“箱子”都是300立方米,如建成,将是具有世界先进水平的大气环境模拟实验室,优先用于雾霾模拟与控制研究。

现在,世界上主要的大型室外环境烟雾箱分别在德国地质化学和动力学研究所(370立方米),欧洲光化学实验室(204立方米)和美国北卡罗来纳州立大学(300立方米),怀柔的这个实验室若能利用600立方米的污染空气进行试验,比欧、美等国的实验室容量都大了很多。

在研究大气污染的科学界,基本有两种研究方式,一种是直接对现实中的大气污染进行研究,如2008年奥运期间,因为减排措施而污染物骤然下降的这个过程,成为了全球大气物理科学家重点研究的“天然实验室”。另一种方式则是在封闭的空间进行模拟试验,这被称为“烟雾箱”。在一个密闭的容器内注入不同的污染气体,研究其在日照作用下的各种化学反应。

目前不少科学家仍在为弄清中国雾霾的成因而挠头,尽管一些机构对雾霾的成因进行了一些研究和分析,并给出了相应的解析结果,但由于是大气中的化学反应导致了雾霾中大多数细微颗粒的形成,目前对此现象还缺乏准确的理解。在过去几十年里,科学界提出了用于解释欧洲和美国雾霾的理论和数学模型,但很多人认为其并不适用于中国的城市,而未来在怀柔的实验室,科学家们有望找到更为可靠的答案,通过把不同的污染物压入两个半球形容器内,研究人员将能够在日照条件下细致地研究其化学反应,这种成对的箱体设计将使科学家能够对比试验结果。

不过,北京大学环境科学工程学院副院长谢绍东已经表示,研究“烟雾箱”是为治理空气提供理论支持,但与空气治理的实际操作并没有太大关联性,换句话说,光靠理论是无法“治霾”的。

人工除霾法试验刚起步

在这个全球最大的雾霾实验室建成前,北京的相关部门已经在开展人工消减雾霾的科学试验。京津冀及周边地区相关的工作组早已成立,主要负责京津冀及周边地区防治大气污染的人影(人工影响天气)工作,包括科学组织实施人工增雨(雪)作业及人工消减雾霾试验。

此前,中国气象局已经出台《贯彻落实(大气污染防治行动计划)实施方案》,要求到2015年全国各地气象部门形成人工影响天气改善空气质量作业能力,在重污染天气条件下能够采取可行的气象干预措施,组织开展人工影响天气消减雾霾,改善空气质量。

中国气象局人工影响天气中心负责人郭学良介绍,人工影响天气消减雾霾的主要方式是人工增雨和人工消雾。目前人工增雨在我国各地气象部门已经成为一项业务工作,应用范围较广,其对清除雾霾有较好的效果,但前提是必须有降水形成的条件。

我国是目前世界上最为广泛地进行人工影响作业的国家。一直以来,北京的增雨体系主要着眼于增加降雨的水资源量,因此联合了河北张家口、承德地区,建成了包含潮白河流域在内的约3.5万平方公里的人工增水作业网,每年除开展两架飞机增雨作业外,北京市目前建有29个火箭增雨作业点、22个高山碘化银发生器增雨雪作业点,但在北京城区以及南部大兴区,这样的作业点基本不存在。因为南边没有水库,没有必要增雨,城里则根本不能建。

如今,减霾或将成为人工影响作业的一项新任务。

据了解,此前人工增雨目的主要是为了增加水资源或者对抗干旱,并没有专门针对净化空气操作过,到底下多大的雨才能清除雾霾,都需要经过试验评估,雾霾天气一般天气状况比较静稳,空气流动性差,人工增雨作业的前提条件出现的可能性不太大。针对没有人工增雨条件的雾和霾的混合体,只能通过物理办法来消雾,在北京、四川双流机场等地,都做了多年的消雾科研试验,表明有一定的效果,消除冷雾的效果比消除暖雾更为明显,不过消雾目前还没有成为气象部门的常规业务工作。

郭学良表示,针对空气中全是灰霾、没有雾的天气,目前还没有有效办法来解决。这种情况下大气干燥、水汽少,目前还没有有效手段消除空气中的污染物,需要探索和试验新技术方法和手段。他表示,人工影响天气过去主要是用于增加降水、减少冰雹灾害等,要在消减雾霾、改善空气质量方面形成业务能力,作为一项业务工作来发展,还需在管理上、技术上进一步完善。

人工来干预治标不治本

北京大学物理学院教授毛节泰对通过人工增雨作业减少雾霾的做法并不十分乐观。他表示,按照现在北方地区的惯常做法,如果在冬春之际有人工增加雨雪的可能,一般都会进行增雨作业,目的都是保证农业生产。不过北京目前的情况是空气湿度低,水汽不足,要想人工增雨难度很大,更何况是人工增雨消霾。

毛节泰介绍,只有天气条件符合,比如空气中的水分子含量较高,人工向大气中抛洒碘化银等试剂,才能有效地行云布雨,倘若空气干燥,无形成降水所需要的凝结核,人工干预措施根本无法发挥作用,用简单一句话来形容,人工干预天气只能“锦上添花”,还做不到“无中生有”,如果老天不给机会,人们照样玩不转。

雨雪真的能除雾霾吗?毛节泰说,人们的经验是,雨后往往空气变得清新了,但这不是雨水冲刷的结果,而主要是靠伴随在降雨过程中的风,仅仅靠雨洗,没有风吹,人工降雨消霾的效率应该不会太高,风是降雨过程中驱散雾霾的主力,人工降雨降雪只能造雨雪,不能造风,因此除霾效果并不很乐观。

有研究人员曾对南京市区的一些气象监测数据进行过分析研究,发现夏季在风速小、温湿度大的天气条件下,人工增雨的作用仅仅能在降水区域短时间内降低PM2.5浓度。而随着时间推移,当日的PM2.5平均浓度不仅不一定会降低,反而有可能因为大量地面水汽的蒸发,气溶胶难以扩散而升高。

据说中航工业研制的除霾无人机继去年试飞成功后,近期有望在机场和港口展开试验。这种无人机型便于携带催化剂和气象探测设备进行消雾作业,可以在低播撒高度和低能见度时不受传统作业的飞行安全限制,可起到短期内消除部分区域雾霾的作用。“雾霾中的PM2.5是最可怕的,消雾作业固然可能提高能见度,但PM2.5中的哪些粒子可以被消掉,哪些根本消不掉,这都需要认真研究。”毛节泰表示,现在人们正在做有关试验,这种试验是必要的,但要想看到效果,可能需要十几年甚至几十年的时间,急不得。

篇5

遭遇十面“霾”伏的中国人,该如何正确认识、科学应对这个比“非典”更可怕的“敌人”?该采取什么措施积极改善空气质量,保卫自己的健康?本刊特邀国内环境科学及临床医学领域的权威专家就此话题展开讨论,希望他们的观点能带给大家一点警示,一些启发。

专家简介

庄国顺

复旦大学大气化学研究中心主任、环境科学与工程系教授、博士生导师。庄教授长期从事大气环境化学和海洋化学的研究,对太平洋及包括东亚及中国大陆上空的气溶胶的研究达30年之久。2013年1月,由庄教授领衔完成的“中国大气污染物气溶胶的形成机制及其对城市空气质量的影响”项目获得国家自然科学二等奖。

专家简介

吴吉祥

上海交通大学电气工程系教授,国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心与上海市室内环境净化行业协会特聘专家,吴教授长期从事环境学科的教学研究工作,长期致力于静电除尘小型化技术、特种静电净化技术的开发与应用。

专家简介

白春学

复旦大学附属中山医院呼吸内科主任、主任医师、博士生导师,上海市领军人才和上海市医学领军人才,上海市呼吸病研究所所长,复旦大学呼吸病研究所所长,中国肺癌防治联盟主席,中华医学会呼吸病学分会副主任委员,上海医学会肺科学会主任委员。白教授长期从事呼吸内科和呼吸危重医学,主要研究方向为肺损伤和肺癌的分子发病机制和治疗。

大众医学:近几个月来,我国大部分地区持续遭遇雾霾天气,引发了人们对大气污染,尤其是PM2.5的空前关注。请问,导致我国多次持续雾霾的主要原因是什么?

庄国顺:十面“霾”伏,祸起PM2.5。

空气污染大体分为两类:一类是沙尘,一类是雾霾。中国的西北部是沙尘的主要来源之一,中东部则是形成雾霾的主要地区。中国中东部地区是全世界雾霾最严重的地方之一,而造成雾霾的罪魁祸首就是PM2.5。

早在1998年,我的课题组就开始对PM2.5进行了深入研究。我们在典型地区和亚洲沙尘传输途径上设置了10多个采样点,从西部的新疆一直到东海我国最东部的小海岛,每个季度进行采样,至今共采集了2万多个不同粒径的气溶胶(俗称“颗粒物”)样品,并进行全面化学分析,明确了“雾霾”的形成机制,并证明我国城市大气污染和雾霾的形成与颗粒物,尤其是高浓度细颗粒物PM2.5,以及PM2.5的“长途传输”有密切关系。

与此同时,我们还对PM2.5的运动轨迹进行了长期的跟踪研究。结果发现,它们的传输能力很强,可在空中“飞行”成百上千公里,甚至上万公里,且在大气中停留的时间长达10天左右。在传输过程中,沙尘和人为排放到大气中的污染物相互混合并发生化学作用,它们不断吸收各种有毒有害物质,对人体健康和大气环境质量造成更大的负面影响。

提到由PM2.5导致的严重雾霾,不能不提及发生于1952年12月5日~9日的“伦敦烟雾事件”。那次可怕的空气污染事件共导致12000人丧生。过去,我们一直把伦敦称为“雾都”,但现在的伦敦绝对不是雾都。而去年底和今年初同时发生于我国东北、华北、华中、华南、西南和华东地区的大范围雾霾,则说明我国目前的状态已不是局限于某个城市的“雾都”,而是“雾国”了,若再不采取治理措施,恐怕就要“误国”了。

大众医学:什么是PM2.5?其正常值是多少?

庄国顺:PM2.5是指粒径小于2.5微米的细颗粒物。世界卫生组织建议的PM2.5标准值是年平均浓度低于每立方米10微克。

大气悬浮颗粒物一般分三类:粒径小于100微米的,称为TSP(Total Suspended Particle),即“总悬浮物颗粒”;粒径小于10微米的,称为PM10,即“可吸入颗粒物”;粒径小于2.5微米的,称为P M2.5,即“可入肺颗粒物”,科学文献中称“细颗粒物”。PM2.5颗粒的粒径相当于头发丝粗细的1/50,不仅会对空气质量和能见度等造成明显影响,对人体健康也有重大危害。

世界卫生组织建议的PM2.5标准值是年平均浓度低于每立方米10微克。目前,我国执行的是过渡时期(分3个层次)的浓度标准值,即PM2.5年均浓度低于每立方米35微克,这个标准是过渡时期3个层次标准中最低的。值得关注的是,今年年初北京城区某日的PM2.5浓度一度逼近每立方米1000微克,比世界卫生组织的标准整整超出了100倍,这不得不引起我们的警觉。

大众医学:PM2.5的主要危害是什么?

庄国顺:我国部分城市肺癌高发与PM2.5不无关系。

我们曾对在雾霾期间收集的PM2.5和雾水样品进行全面的化学分析,结果发现,PM2.5和雾水中都含有一定量的多环芳烃等有机污染物。所谓多环芳烃,是指分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物,如萘、蒽、菲、芘等。国际癌症研究中心曾列出94种对实验动物有致癌作用的化合物,其中15种为多环芳烃。由此可见,PM2.5和雾水中的大量细颗粒物对人体健康的危害有多么严重!已有确切数据表明,在我国的几个大城市,如北京、上海、广州,首当其冲的,就是肺癌的发生率大大增加。

白春学:PM2.5的长期暴露对健康的危害很大。

通常认为,粒径在10微米以上的颗粒物会被鼻黏膜阻挡,不会进入呼吸道;粒径在2.5~10微米的颗粒物能够进入上呼吸道,但部分可被上呼吸道的纤毛阻挡,部分可随痰液排出体外,对人体健康的危害相对较小;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物(即PM2.5) 具有更强的穿透力,更不容易被呼吸道黏膜所吸附或经由咳嗽排出体外,能够深入到细支气管和肺泡,甚至进入血液循环,从诱发哮喘、肺癌等呼吸系统疾病,动脉硬化、心肌梗死、中风等心脑血管疾病,以及新生儿出生缺陷与过早死亡等,对人体健康的危害很大。

以呼吸系统为例,由于雾霾中含有过敏原、病原微生物、重金属及多环芳烃等有机污染物,可诱发肺癌、肺炎、哮喘、慢性阻塞性肺病、肺间质纤维化等多种呼吸道疾病。近30年来,我国肺癌的发病率增加了460%,部分可能与吸烟有关,部分则与大气污染有关。在雾霾气候条件下呼吸,有时甚至比吸烟的危害更大。

与此同时,国外的一些研究还证实了PM2.5与人群死亡风险的关系。加拿大的一项研究显示:PM2.5浓度每增加10微克,肺癌的死亡率增加8%;美国哈佛大学的一项研究显示,PM2.5浓度每增加10微克,人群总死亡率增加13%;世界卫生组织在2005年版《空气质量准则》中也指出,当PM2.5年均浓度达到每立方米35微克时,人群死亡风险比PM2.5年均浓度每立方米10微克时增加15%。目前,我国部分城市的PM2.5浓度高达每立方米数百微克,若照上述比例估算,将是一系列多么可怕的数字!

延伸阅读:世界卫生组织空气质量准则值

PM2.5: 年平均浓度10微克/立方米

24小时平均浓度25微克/立方米

PM10: 年平均浓度20微克/立方米

24小时平均浓度50微克/立方米

世界卫生组织颗粒物空气质量准则值和过渡时期目标:年平均浓度

与24 小时平均浓度相比,通常优先推荐年平均浓度,因为在低浓度暴露时,很少有人关注短期暴露产生的健康效应。不过,如果能达到24 小时平均浓度准

则值,则可以避免短期的污染高峰产生的超额发病和死亡。

近年来,超细颗粒物(UF),即粒径小于0.1微米的颗粒物的研究引起了科

学界和医学界的广泛关注,相当多的毒理学证据表明超细颗粒物对人体有潜在的健康危害。

大众医学:什么是雾霾,雾与霾有区别吗?

庄国顺:雾与霾没有本质区别,都是大气污染。

有人认为,雾是水汽凝结而成的,不是污染。诚然,传统意义上的纯粹的雾,指的是由水蒸汽在近地面自然凝结成的水滴弥漫于大气中产生的自然现象。但如果大气中不含作为“凝结核”的细颗粒物(即PM2.5),水汽必须在相对湿度达到400%的时候,才能自然凝结成为水滴。而当大气中含有诸如PM2.5的细小颗粒物时,这些细小颗粒物可以作为“凝结核”而使得水蒸气在相对湿度不到100%时,就能很快地凝结成水滴而形成雾霾。也就是说,只要有雾,就意味着有颗粒物,即便在空气清新的城市里,雾中也含有大量的颗粒物。雾的频频发生,就是在告诉我们,大气污染有多严重。

霾,是高空中的细颗粒物及其所吸附的水汽弥漫于大气中,引起大气能见度降低的现象。通常,我们将能见度小于10公里的现象称为霾。从本质上说,雾和霾并没有什么区别,仅在“高度”和“颗粒物与水的比例”上有所差异,都是大气污染的表现。如今笼罩在多个城市上空的“雾霾”,就是因为大气中含有大量PM2.5,不仅极大地影响工农业生产和交通运输,更极大地影响大众的身体健康。

大众医学:导致城市大气污染的根源是什么?

庄国顺:机动车尾气排放是导致雾霾围城的“罪魁祸首”

大气雾霾主要有三大来源:一是沙尘,如建筑扬尘、汽车行驶时扬尘等,还包括从我国西北部的沙漠地区、蒙古戈壁,以及黄土高原,经长距离传输而来的沙尘;二是生物质燃烧,如大中城市周边省份秸秆燃烧排放到大气中、经中距离传输而来的污染物等;三是城市中的工业排放和交通排放。目前认为,车辆排放的氮氧化物,以及工业排放,尤其是煤燃烧产生的二氧化硫,是制造PM2.5的“罪魁祸首”。

大众医学:面对日益严重的大气污染,我们真的束手无策吗?

庄国顺:控制机动车排放和数量的急速增长是改善城市大气质量的当务之急。

由于城市大气中的硫酸盐主要来源于工业排放,硝酸盐大部分来源于交通排放,即汽车尾气排放,故我们可以用大气细颗粒物PM2.5中硝酸盐和硫酸盐的相对比值来粗略地判断工业排放和交通排放对城市雾霾形成的相对贡献。

我们曾对北京和上海空气中细颗粒物PM2.5的各种化学成分进行了长达十多年的观测。结果发现:在2000~2003年,PM2.5中硝酸盐与硫酸盐的比值是0.3左右;此后,该比值一直呈上升态势;到了2012年,该比值已达到1;而在去年底和今年初发生的全国性大范围雾霾事件中,两者的比值甚至达到了1.5~2.0。由此可见,在上海、北京等大城市,交通排放已经大于工业排放,机动车排放已经成为我国大气污染的主要来源。由此可见,控制机动车排放和机动车数量的急剧增长是改善我国大中城市大气质量的当务之急。

大众医学:在雾霾持续期间,普通民众可以做哪些防护工作,戴口罩有用吗?

庄国顺:尽量减少外出是上策。

除了减少外出,减少户外锻炼,尽快离开雾霾覆盖的地区,几乎没有任何办法。因为PM2.5非常细小,其直径只相当于头发丝直径的1/50,普通口罩无法将这些细颗粒物隔离在人体外。

吴吉祥:防PM2.5口罩,不靠谱。

当下频发、高发、广发的PM2.5污染已对人体健康乃至生命构成严重威胁,将其称为“一场危机”,并不为过。从专业的角度看来,对于大气雾霾,我们的防护力量显得十分微弱。有商家提出,他们的口罩可以防控PM2.5,这其实是难以实现的。想要阻挡PM2.5,需要采用高效的过滤材料,但这种过滤材料的阻力很大,需要消耗很大的气动力来克服这个阻力,人的气动力没有这么大,无法克服高效过滤材料的阻力。也就是说,想依靠口罩来解决PM2.5污染的防护问题,是不现实的。当然,口罩也有口罩的作用。比如,戴口罩可以保暖,能避免将感冒等病毒传染给他人,以及阻隔空气中的部分污染物等。

白春学:尽量减少外出,出门戴口罩,必要时使用空气净化器。

在雾霾污染严重的气候条件下,我们建议大家应尽量减少外出,特别是老年人、儿童、孕妇,以及患有呼吸系统疾病和心血管疾病者。同时,还应紧闭门窗,以减少外来PM2.5的侵入。如果必须外出,则应做好防护工作,如戴上医用多层纱布口罩,或防护效果更好的带呼吸闸的N95型口罩。尽管戴口罩可能对PM2.5“无能为力”,但至少能在一定程度上减少雾霾中有毒有害物质的吸入。外出回家以后,应及时清洗面部和双手,清水漱口或刷牙,并及时更换外衣。必要时,可使用空气净化器,以改善室内空气质量。

大众医学:室外有PM2.5,室内也有吗?有什么办法可以降低室内PM2.5的浓度?

庄国顺:PM2.5几乎“无孔不入”。

PM2.5指的是粒径小于2.5微米的悬浮在空气中细颗粒物,任何空间都存在,关键是浓度不能高于每立方米10微克。大家可以通过洒水的方式使空气中的颗粒物沉降下来,降低其浓度,减少对健康的危害。

吴吉祥:室内也有PM2.5污染。

很多人误以为,关闭门窗就能把雾霾隔离,室内就没有PM2.5污染了。实际上,大气的PM2.5能通过建筑物的缝隙、门窗的开闭等途经侵入到室内。除此以外,室内还存在许多PM2.5的发生源,如吸烟、烹调、植物的花粉、人与宠物的皮屑、家用清洁剂、杀虫剂、化妆品等,都可能造成PM2.5污染。我们虽然对室外的雾霾毫无办法,但可以通过使用空气净化装置,将室内的PM2.5浓度降到每立方米10微克以下的安全水平。

测试PM2.5的仪器

问:过去,我们常建议大家定时开窗通风以保持室内空气清新。但在空气污染严重的时候,似乎不开窗更好?

庄国顺:当室外空气严重污染时,即室外发生严重雾霾时,不能用开窗来保持室内空气清新,相反只能尽量密闭门窗。

室内的空气污染主要是气体污染,如装修材料和家具释放的有机气体,如苯类有机物、甲醛等。当室外空气清新时,可以通过加强室内外对流来驱除室内的有毒气体。不过,若室外空气严重污染,当然不能用开窗的方法来保持室内空气清新,相反只能尽量密闭门窗。

吴吉祥:提倡“有条件通风”。

在雾霾气候条件下,开窗通风并不是一种科学的净化室内空气质量的方法。对普通民众而言,应实施“有条件通风”,即在室外空气相对清新的时候,比如中午前后,可以开窗通风,但时间不宜太长,20分钟左右可以了。有条件的用户,还可以安装带有高效净化PM2.5的新风装置,在机械引入新风的同时,把污染物挡在室外。

问:为了应对雾霾气候,很多人开始考虑购买家用空气净化器,不知使用家用空气净化器能够清除PM2.5吗??

庄国顺:有一定效果,但若“大环境”不改变,空气净化器无法彻底解决问题。

普通的家用空气净化器一般采用吸附的方法,吸附空气中的颗粒物,并使其沉降在吸附物上。在其工作时间内,能够降低PM2.5的浓度。不过,由于无法开窗得到新鲜空气的对流和补充,仅依靠空气净化器是不可能长期保持室内空气新鲜的。也就是说,若室外存在严重雾霾,室内的家用空气净化器并不能真正解决室内空气质量问题。

吴吉祥:面对当前挥之不去的PM2.5污染,我们需要这个现代化的家用电器。

在污染面前,我们必须增强自我保护意识。面对当前挥之不去的PM2.5污染,配备合适的空气净化器,合理使用空气净化器,并及时更换或清洗空气净化器的过滤部件,是防控PM2.5与甲醛等污染物的有效方法。

目前,市场上的空气净化器大致有3类:一类是来自欧美的空气净化器,一类是来自日本的空气净化器,还有一类是国产的,但技术大多是国外的。从理论上说,空气净化器应该具有“三除” 的功能,即除PM2.5、除细菌、除甲醛等气态污染物。此外,空气净化器还应当具备在适用空间内开机一小时,使污染物的浓度减少到健康限值以下的能力。比如,开机一小时必须将PM2.5降到每立方米10微克以下。目前,一些欧美品牌的空气净化器已能达到上述要求,但价格不菲。

大家请看,空气净化器的滤料有多脏?若没有空气净化器,我们的肺就会这么脏。

有人担心,控制了室内的PM2.5,到了室外会不会更不适应?这其实并不用担心。人如果在清洁的空气中得到了休养生息,机体免疫能力得到了加强,那么在外出时,也会具有更强的抵御空气污染的能力。

大众医学:除使用空气净化器外,我们还可以采取哪些措施减少室内空气污染?

吴吉祥:除借助空气净化器外,还有一些有益的生活经验值得大家借鉴。

1. 严禁在室内吸烟,杜绝二手烟;

2. 配备具有强抽力的油烟机,烹调时油温尽量不要高于200度;

3. 不要将盆栽植物放在室内,植物土壤会散发微生物气溶胶;

4. 有过敏疾病的人不要与宠物过分亲热,豢养宠物的家庭应使用具有消毒功能的空气净化器,以预防人畜共患病;

5. 勤洗头、洗澡,勤换衣服,勤洗被子,勤打扫卫生,慎用干式吸尘器;

6. 慎用喷雾式的清洗剂、杀虫剂、定型水等;

7. 选择一天中户外空气相对较好的时候开门、开窗通风换气;

8. 定期清洗空调的过滤网与散热片;

9. 有条件者,可使用新风机、负离子发生器、加湿器、除湿器等空气设备。

篇6

中国人到底关不关心雾霾,近年来是肯定的。

北漂青年早上先刷一下手机PM2.5指数,可以不出门的待在家里,门窗紧闭......媒体上关于雾霾的报道并不鲜见,2013年人民网民意调查结果显示,人们关注的并不是“嫦娥奔月”和航空母舰,而是食品安全、物价上涨、空气污染等民生问题。而雾霾上升到民生问题的范畴,其实还有劳美国大使馆把那微波炉大的侦测器带进来,还有那些微博“大V”们的殷勤转发“又爆表了”“毒空气肆虐”。

雾霾在全国各地“爆发”,并非最近才开始的,之前也有不少“空气污染”的议题,只不过“雾霾” 一词还未普及,有些人仍以为那只是雾,或只是简单的“大城市空气不好”而已。有北京网友指出,最早播报PM2.5的时候人们还不太当回事,过了大半年之后,人们才逐渐意识到雾霾会让肺变黑,那些当年调侃戴口罩的外国运动员“怕死”“居心叵测”的爱国青年也不得不加入口罩哥们儿之列。

的确政府也开始关注了,毕竟雾霾不像家里垃圾,往别的地方一扔,就可以假装看不见。躲得了初一,躲不过十五,民众信息来源多了,用“蓝天指数”哄哄民众终究不是长远之计。最初也有些发言者说PM2.5不重要啦PM10才关键,后来也不得不羞答答地承认PM2.5的毒能量。但是,经济保八的包袱放不下,要大量减少排放或停止生产不可能。中国一开始还可以把重工业移到不那么醒目的地方,让各地自己去解决,反正门面干净就好,但显然这治标不治本的策略只是设了一个定时炸弹。

才没多久,那些令人怀念的乡村已经很难找到一方净土,适宜生存之地由乡村转移到城市。如今雾都之人们也无去处了,可悲的是,往往直到自身生存条件受到危害时,大家才慌忙地开始想办法。

不可承受之重?

中国人到底关不关心雾霾,首先我们是否认识它,就是一个很大的问题。PM2.5里面有什么,工业废气、建筑工地扬尘、汽车尾气等占了多少比例,什么才是治疗之方,专(砖)家们各说各话,民众一知半解,而许多城市连测试器都没有,在信息极度不透明的情况下,关心起来特别费力。

另一方面,还有更多的人先填饱肚子才能考虑那东西是不是地沟油,空气好不好;如果空气质量改善也会拍手叫好,但带来的效益远不及物质上面的改善。不要说考虑戴什么样的口罩了。

即使关心雾霾,并不代表会做出行动,比视而不见更可怕的,是习以为常。所谓改变不了大环境,就改变小环境,改变不了小环境,就去适应环境。是的,“咱没那个权力,也解决不了”,当今大多数人显然还是在寻找适应环境的方法,比如戴口罩骗骗自己,或干脆搬家移民,但是当环境正吞噬着生命时,岂容许人们去适应?显然这已是无路之路。

改善小环境,就得多出一些麻烦,你会为了减排而坐地铁,或是改开电动车吗?你会上诉附近的污染企业,还是收了一笔钱就搬走?而对于那些更有影响力的公众人物,或是对于那些直接制造污染源的企业,能做的就更多了。“反正不差我这一份”是要人命的毒药。

环境污染是个恶性循环。美国学者威尔逊曾提出破窗效应这一概念:一个房子如果窗户破了不去修补,不久就有更多的窗户被人打破,在公众麻木不仁的气氛下最终导致整体败坏。前不久有媒体人预测:10年内一定会有极端的环境灾难事件出现,想必非无稽之谈。跟许多问题一样,这需要从规律、制度上找原因,而普通民众也有一定的角色,当然这除了需要渠道和平台外,也跟公民意识脱不了关系。

尽管作为一个个体,要承担起推动环境改善这个担子,似乎是不可承受之重。不可否认,环保更多的还需要自上而下的推动。在“先污染,后治理”的道路上,政府缺乏治理方案和监督体系,国内环保部门靠挂在各级地方政府部门下,以至于对本级政府的制衡作用受到限制。产业升级以及能源消耗量的控制,难度之大不是一般。更重要的是,社会缺乏一个独立于其他势力又能够达到制衡作用的群体。至今也有一些环保组织站出来了,虽然与国外比起来能发挥的影响力较小,但总比两手一摊等死好。长期被裹在“官本位”的蛹里,突破虽不易却有必要。

篇7

“我们在一个5米乘5米、满是雾霾的房间里,制造出一个大约1立方米、没有雾霾的空洞。”日前,罗斯格德与荷兰代尔夫特大学的研究人员已完成这一技术的室内试验。

对此,中国科学院物理研究所研究员陆兴华指出,这项技术通俗来讲和大家耳熟能详的“气球吸附毛发”的原理相同,都是利用静电力的作用来完成吸附。而由于静电场的电流较小,因此它所消耗的电力也是有限的。而且,如果静电场中的电流不是交流电而是直流电,则不会对手机信号造成干扰。关于静电场会对人体造成何种影响,陆兴华指出这需要视静电力的大小而定,如果静电力很小,则不会吸附如人的头发等其他物质。

虽然看上去很美,但是在实际中能不能应用埋设铜线圈建立静电场来吸附雾霾呢?在天津大学理学院物理系教授王克起看来,任何一种新技术都必须具有科学性、先进性和可行性。对于埋设铜线圈利用静电场来消除雾霾,王克起认为这种设计是有科学根据的:“这就和我们以前做的静电实验一样,通过摩擦一把尺子产生静电,就能将桌面上的纸屑吸走。”但在符合先进性和可行性要求上,王克起认为此项目还有所欠缺:“这种利用静电除霾的方法从技术上说并不先进,仅是利用了静电的吸附作用。目前实验室的成功只是在短距离、小范围的环境下完成的,而一旦要在一个大范围的环境中创造一个静电力场,耗能情况和效果如何现在还不得而知。”

篇8

【关键词】 雾霾天气 驾驶风险 应对措施

2012年下半年以来,国内多数城市出现严重的雾霾天气,PM2.5爆表屡见不鲜,空气污染指数到重度。一方面由于空气污染严重影响着人们的身体,同时给人们的出行增加了风险。各种特殊环境因素中,雾霾天气是极为恶劣的气候条件,由此而发生交通事故的概率比平常要高出几倍,甚至几十倍。因浓雾造成数辆至数十辆汽车连续追尾的事故屡见不鲜,损失惨重。因此,如何分析雾霾天气对行车的影响因素,确保雾霾天气行车安全显得尤为重要。全国东南西北多个城市连续出现了不同程度的雾霾天气,局部地区能见度不足50米。2013年1月,中国气象局连续霾黄色和大雾蓝色预警信号。提醒人们注意出行,尤其是注意行车安全。

1 雾霾天气的形成和危害

雾是浮游在空气中的大量微小水滴或冰晶,随着空气湿度的变化而出现早晚常见或加浓白天消失。霾是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果,尤其是工业发展,机动车的猛增,污染物排放和悬浮物的大量增加。

雾霾天气是一种灾害性天气,对公路、铁路、航空、航运、供电系统、农作物生长等均产生重要影响。雾、霾会造成空气质量下降,影响生态环境,给人体健康带来较大危害。

2 雾霾天气的交通特性与风险因素

2.1 雾霾天行车对视线的影响

雾霾天气的出现,使空气中的污染物很难扩散,加重了空气污染表现在空气中的视线不良,驾驶员开车时根本无法看清前方物体或车辆。雾天行车的主要风险因素是能见度低,视野不佳,可视距离和范围缩小,驾驶人的观察判断受到了极大影响。雾越大、能见度越低,可视距离和范围越小,对驾驶人观察判断的影响越大。特别是能见度极低的浓雾和雾天车灯照射下的夜晚,更是茫茫一片,几乎十几米以内的物体都看不清楚。同时雾气使风窗玻璃外形成小水珠,驾驶室内的热气同样使同窗玻璃内凝面水珠,影响视线,浓雾时能见度更低。同样也不能看清路面上的凹坑、石块等障碍物。给行车带来了风险。

2.2 雾霾天气易产生行车时速度、距离错觉

在雾霾天行车时,帮助驾驶员判断方向和车速的路标以及树木等参照物,变得难以看清,驾驶员的速度感迟钝,对车速的判断往往要比实际车速低;受尽快冲出浓雾包围的急切心理支配,会无意中提高车速;由于路边参照物模糊不清,往往与前方车辆保持的距离太近,甚至会误将前车停车开着的尾灯误认为是行驶车辆的尾灯,由于紧跟而导致撞车。

3 雾霾天行车注意事项

(1)出车前,做好清洁和安全检视。应当将挡风玻璃、车头灯和尾灯擦拭干净,检查车辆灯光、制动等安全设施是否齐全有效。此外出行前应该检查雨刷,当雾气落在风挡上时,确保雨刷能顺利将水气挂掉,保证有一个良好的视线。通常人们用冷气对着前挡玻璃吹,以此来缩小玻璃内外的温差,更快地达到除雾的效果。

(2)要正确使用灯光。一定要使用防雾灯,打开前后防雾灯、尾灯、示宽灯和近光灯,利用灯光来提高能见度,看清前方车辆及行人与路况,也让别人容易看到自己。需要特别注意的是,雾天行车不要使用远光灯。

(3)应正确控制车速。一定要严格遵守交通规则,将车速降至最低限速,并保持一定车距,以防追尾。雾越大,可视距离越短,车速就必须越低。可以依靠路面的白色车道标线以及前车的红色尾灯来引导视线。当能见度小于500米大于200米时,时速控制在80公里以内;能见度小于200米大于100米时,时速控制在60公里以内;能见度小于100米大于50米时,时速控制在40公里;能见度在30米以内时,时速应控制在20公里以下;一般视距10米左右时,时速控制在5公里左右。如果连10米之外都不能看到,建议最好把车开到路边安全地带或停车场,待大雾散去或能见度改善时再继续前进。

(4)适时停靠车辆。当能见度降低至200米以下时,驾驶员只有依赖前车车尾灯行进。此时要特别注意预防措施,如果在高速公路上,较安全的方法是驶向最近的服务区或过了收费站停放,如离出口较近,最好驶离高速公路到安全地带停放。

(5)勤用喇叭。在雾天视线不好的情况下,勤按喇叭可以起到警告行人和其它车辆的作用,当听到其它车的喇叭声时,应当立刻鸣笛回应,提示自己的行车位置。

(6)保持足够的车距。在雾中行车应该尽量低速行驶,尤其是要与前车保持足够的安全车距,不跟得太紧,要沿着路边行驶,注意观察好路边临时停车及等待雾散的行人动态。

(7)雾中正确会车。雾中会车,要尽量选择宽阔的路段和地点会车。会车时,应关闭防雾灯,以免给对造成眩目。适当鸣喇叭提醒对车辆注意,发现可疑情况,立即停车让行。发现对面来车车速较快,没有让道意图时,应主动减速让行,必要时靠边停车。前方有障碍物时会车,要留出提前量和安全间距。会车后,打开防雾灯。

(8)切忌盲目超车。如果发现前方车辆停靠在右边,不可盲目超车,要考虑到此车是否在等让对面来车。超越路边停放的车辆时,要在确认其没有起步的意图而对面又无来车后,适时鸣喇叭,从左侧低速绕过。

(9)不要急刹车。在雾中行车时,一般不要猛踩或者快松油门,更不能紧急制动和急打方向盘。如果认为确需降低车速时,先缓缓放松油门,然后连续几次轻踩刹车,达到控制车速的目的,防止追尾事故的发生。

(10)高速路谨慎行车。如果在高速公路突遇大雾时,应在最近的出口将车驶出高速公路,尽量不要在高速公路上停车。因为,当能见度小于50米时,公安机关交通管理部门依照规定,可采取局部或全部路段封闭高速公路的交通管制措施。此时已进入高速公路的机动车辆驾驶员,必须按规定开启雾灯和近光灯、示宽灯、尾灯,在保证安全的原则下驶离雾区或就近驶入服务区休息,等待雾散后再行车。未按国家标准安装雾灯的机动车辆,必须就近驶入紧急停车带或者路肩,尽量靠边停车,并按规定开启危险报警光灯,并在后方150米以外设置故障车辆警告标志牌。在高速公路上,听觉对我们驾车同样重要,一旦听到前方有车辆撞击的声音,应在确保安全的情况下,迅速将车停在路边,开启所有灯光,车上人员需要翻过护栏在路边等候,并沿着路外侧走到车后100米处设立警告标志(发光物体更好),完成后迅速离开路面。雾天高速公路一旦有追尾事故发生,大部分都是连环追尾事故,此时只有人员快速离开路面才是上上策。

总之,雾霾天气视线不好,驾驶人开车上路必须做好行车前的安全检视,行车中必须谨慎驾驶,正确使用灯光,保持足够的车距,减速行驶。始终保持安全意识,做到文明、安全行驶。

篇9

关键词:大气污染;乡村雾霾;静电纺丝;纳米纤维

中图分类号:X513

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)12022704

1引言

雾霾是雾和霾的混合物,雾是凝结空气中的小水滴或冰晶而形成的,是由水汽形成团簇构成的自然现象。霾是空气中的灰尘、酸性物质等颗粒物组成的气溶胶系统,是以牺牲环境为代价推动工业化进程造成的大气污染物。近年来,雾霾往往作为一个整体名词出现在大众视野中。特别在2012年末、2013年初,我国大部分地区,如华北地区各省市,华南北部部分地区经历了持续大范围的雾霾天气。因此雾霾引起了广泛关注,并越来越受到重视。

就我国现在的工业化发展状况而言,雾霾已不再是城市地区的专属。城市与乡村的界限已不如以往那么明晰。换言之,乡村在我国工业化进程中所起的作用亦越来越明显。这虽然肯定了乡村对我国经济发展所起的重要作用,但是也因此给乡村环境带来了很多负面影响,乡村雾霾就是最受瞩目的事件之一。

在建设美丽宜居乡村之时,改善乡村大气环境,防治雾霾刻不容缓。通过调研分析可知乡村雾霾的主要来源有以下几个方面。

(1)周边工厂排放的粉尘和废气等物质。石油化工类工厂和电力、钢铁建材等行业在生产过程中将会大量燃烧化石燃料和产生大量烟气粉尘及光化学烟雾,向空中排放大量的粉尘和废气。如果这些工厂位于乡村附近则污染物会随风扩散弥漫在乡村上空,成为乡村雾霾的重要来源。

(2)机动车辆尾气排放。随着乡村经济的发展,农用机动三轮、四轮车,家用小型轿车的使用已非常广泛。随之带来的问题就是汽车尾气的排放对环境造成的污染。尾气的主要成分一氧化碳、氮氧化物及其他固体颗粒等排放到空气中,成为雾霾的另一重要组成。同时,汽车行驶过程中在路面带起的浮土扬尘也会加剧乡村雾霾的发生。

(3)季节性秸秆焚烧。虽然对秸秆焚烧的巡查已纳入乡镇街道机关工作日常,但是仍有部分农村地区存在焚烧秸秆的现象。除去安全隐患外,焚烧秸秆时产生的大量污染物随火焰更易进入高空。特别是焚烧秸秆比较集中的时候,环境检测显示,乡村空气质量状况明显下降。

(4)冬季燃煤取暖。乡村由于居住环境的限制,很难实现统一供暖。在冬季虽然有空调取暖,但是以燃煤为主的取暖方式仍是乡村冬季取暖的主流。煤炭燃烧的产物包括二氧化硫、二氧化碳及氮氧化物等气体成分和未能燃烧的细小颗粒固体。这些物质(有些物质有毒)进入到空气中形成雾霾。今后一段时间,特别是燃煤集中的冬季,燃煤排放是造成乡村雾霾的主要原因之一。

(5)其他乡村雾霾成因。自然因素的影响,如火山爆发,风力作用等致使细小颗粒、尘埃进去大气。建筑施工的影响,使得空气中的细微颗粒物增多。

当在上述条件下,又遇空气湿度较大的天气,便会形成雾霾污染。

2雾霾危害

乡村环境应是绿化面积所占比例大,空气质量状况优良的美丽宜居之地。但是雾霾的污染使乡村变得不再宜居。雾霾的危害主要是可入肺微粒物。可入肺微粒物(PM2.5)是指直径小于或等于2.5 μm的细颗粒物。而雾霾中所含有的对人体起危害作用的物质主要是指PM2.5。PM2.5含有大量有毒物质,而且细微粒物粒径小,能随雾霾长时间悬浮于空中,可吸入肺,沉积在呼吸道,甚至可深入到人体的细支气管和肺泡,对人体危害极大。据实验数据显示,微粒物的粒径越小对人体的危害越大。雾霾对乡村的危害主要有以下几个方面。

2.1引发交通事故

雾霾天气时,能见度低,而乡村经济的发展使得乡村硬化路面增多加宽,机动车辆数量剧增,当人们在能见度低的天气出行时极易发生交通事故,危害乡村人民安全。

2.2增加人类传染病的传播

雾霾天气使得空气中的病毒、病菌更易存活,有害物质更易通过雾霾为媒介进入人体,增加人们传染病的患病率。

2.3影响作物生长

雾霾持续不散,将会影响阳光的照射,从而影响农作物的呼吸和光合作用。长时间雾霾直接影响作物生长,进而影响到乡村人民的生活收入状况。

2.4危害乡村养殖业

雾霾为禽畜致病的病原微生物提供了适宜的生长环境。病原微生物的大量繁殖极易引发大规模的禽畜疫病。

此外,雾霾对乡村人民的影响远不止这些。雾霾天气,空中氧含量低,容易引诱一些病症的发作,危害个别群体的生命健康安全,例如哮喘类疾病患者在雾霾天更易发作。所以必须积极应对乡村雾霾。

3乡村雾霾防治对策

目前,世界各国都采取了积极防治雾霾的对策。防治对策一般来自国家、社会和个人三个层面。国家层面主要包括法律监管,科学评估等。社会层面主要包括绿色生产,达标排放等。而个人层面最为关键,因为个人防护直接关系到个人的身心健康状况。个人最需时刻关注国家气象预警,随时监督举报违法生产经营,还要注意个人养护。在此,提出一种个人防护对策。利用静电纺丝制备的纳米纤维可以实现对雾霾,特别是PM2.5的有效阻隔。

3.1静电纺丝简介

静电纺丝,顾名思义,利用高压静电制备纳米纤维的技术,其最早见于美国Formhals申请的专利。因为装置简单,操作简便,近年来已成为制备一维纳米材料的最佳技术。其基本装置,如图1所示,主要包括三部分:高压直流电源,带金属纺丝喷头的纺丝容器,收集纳米纤维的金属收集极。

纺丝过程:将高分子聚合物溶液盛放在纺丝容器中,金属纺丝喷头接高压直流电源的正极,收集极接电源负极并接地。纺丝过程一般设置纺丝电压为5~30 kV。纺丝距离,即纺丝喷头到收集极之间的垂直距离为8~20 cm。纺丝开始后,高分子聚合物在纺丝喷头尖端会收到电场力,重力和液体表面张力的共同作用。当电场力克服表面张力后,聚合物溶液会形成射流,随电荷增加,射流会进行劈裂拉伸细化,同时伴有溶剂的挥发,最后会在收集极上得到高分子聚合物的纳米纤维,通常以无纺布的形式存在,如图2所示。

韩维华,等:静电纺丝技术在乡村雾霾下关于人身防护的机理研究

材料与工艺

纳米纤维具有其他材料难以比拟的优势,作为一维纳米材料具有大的比表面积和纤维长度/直径比,表现出优于一般材料的力、光、电、磁方面的特性。获得一维纳米纤维的方法很多,例如电弧放电法,气相化学沉积法等等,但是现在应用最为广泛的就是静电纺丝技术。制备的纳米纤维主要应用在生物医学的细胞生长支架,传感器件,过滤装置和复合材料增强体方面,其应用范围涉及到医学、新能源、环保等各个领域。

在此,针对乡村雾霾下人身防护的应用研究主要是利用了纳米纤维的过滤作用。首先,通过静电纺丝技术制得纳米纤维无纺布。其次,利用纤维无纺布高气孔率和本身的尺度优势实现对细微颗粒的阻隔(过滤)。从而使得乡村人民即使在雾霾天气之下也可呼吸到纯净的空气。

实验中,通过静电纺丝技术制得聚偏氟乙烯(PVDF,平均分子量275000,分析纯)纤维,如图2所示,而后对纤维进行直径统计。在实验条件设置纺丝电压20 kV,纺丝距离20 cm的室温条件下,制备的PVDF纤维直径主要分布在250~500 nm之间,且符合正态分布。计算得出纤维平均直径约为400 nm。

3.2雾霾防护原理

乡村雾霾对人体构成伤害最大的就是PM2.5,所以在此重点研究纳米纤维对PM2.5的阻隔原理,如图3所示。2.5 μm的粒子到达纳米纤维形成的防护网络后,便会被有效阻隔。由图2可知,平均直径为400 nm的纤维构织成的单层网络孔间距较大,但是,当多层纤维层层沉积之后,便可成为有效的“防火墙”。

PM2.5到达纤维层之后,会出现两种模式。一是PM2.5颗粒到达纤维层之后镶嵌在网络空隙之中,如图3中(A)所示。此情况下,颗粒会在纤维层沉积。当细微颗粒沉积层达到一定厚度后,纤维层即失去功效,所以,纤维层需要定期更换。二是PM2.5颗粒到达纤维层之后,又通过外力(例如风力,振动等)的作用,离开纤维层,如图3中(B)所示,该过程不影响纤维层对后续到达颗粒的阻隔。此即为纤维层的重复利用提供了一种思路:通过对更换下来的纳米纤维层水洗或振动除尘等实现回收利用,既节省成本,又避免造成废弃物污染。

3.3乡村雾霾防护对策研究

根据雾霾防护原理,研究制定出雾霾下个人防护对策。防护对策可针对人身防护和乡村应用两个方面。人身防护对策是实现对人的直接保护,乡村应用是实现对人的间接保护。所以,纳米纤维无纺布在人身防护方面可分为直接应用和间接应用两方面,具体如下。

3.3.1直接应用

直接应用体现在对人的直接保护上。例如,利用纳米纤维无纺布做防护口罩夹层。其优势体现在防护口罩的核心过滤层的纳米级别尺度,因此这种防护口罩比市场上流通的一般口罩更具防护作用,对一般性尘埃的阻隔更有效。

更进一步,可通过改进技术实现对纳米纤维的有序交叉排列,从而使纤维的阻隔作用更强。前文中已作说明,雾霾对人体伤害的主要来源是PM2.5,而细微颗粒的粒径越小则对人体伤害越大,所以纳米级别的防护口罩可以实现对粒径更小的颗粒物的阻隔,因此,更具实际应用价值。防护口罩的另一潜在应用价值还体现在可以通过静电纺丝混纺技术或者药物溶解添加技术,使药物掺杂在纳米纤维之中。雾霾发生之时,空气湿度大,空中氧气含量低,会使一些哮喘类病症患者极易发作病症,当把药物添加在防护口罩的纳米纤维之中,药物便可在病人呼吸之中缓慢释放。此技术不仅可以实现雾霾防护还可以作为雾霾之时病人的护理日常。

3.3.2间接应用

间接应用是对乡村人民的间接保护。例如,利用纳米纤维气孔率大,吸附能力强的特点,可以用作吸附周边工厂或施工工地产生的尘埃,进而改善乡村空气质量状况。实际中可把纳米纤维无纺布设置成区域隔离防护网,在施工场地周围实行空间包围,即可有效抑制尘埃的扩散。另一应用,可以把纳米纤维无纺布制成尾气过滤桶,安装在机动车辆的排气口,可以实现对尾气的过滤处理。纳米纤维在间接解决雾霾对人体的伤害方面,同样主要利用了纳米纤维的过滤和吸附作用。

3.4对策研究意义

目前,国内外在防治雾霾方面都采取了积极的举措。英国出台《清洁空气法》,美国加强检测和管理,日本注重绿化等等,都已见成效。我国借鉴经验,正在积极应对雾霾污染,但是政策的落实和防护措施的见效都需要一个过渡的过程,从省市到一线城市、二线城市、乡村,需要一定时间才能形成一套完备的雾霾防护体系。而现在乡村雾霾日益严重之际,想要立竿见影,实现乡村人民人身有效防护正是本研究的意义所在。利用静电纺丝技术可制备出纳米级别的纤维,再将制得的纳米纤维应用在人身防护方面,例如纳米纤维夹层防护口罩,工厂、施工工地尘埃颗粒隔离墙,机动车辆尾气过滤装置。其潜在应用价值还在于,可制备功能性口罩,例如药物添加缓释防护口罩。对于乡村雾霾的防治,应首先以人为本,所以在此,首先研究利用静电纺丝技术针对乡村雾霾下关于人身防护的应用研究。

4结语

雾霾污染已严重影响到了乡村人民的生命健康。所以,乡村雾霾防治必然会成为美丽宜居乡村建设的重要一环。目前,国家、社会层面借鉴国外先进经验及根据自身实际情况,正在采取积极有效的雾霾防治措施。但是,作为雾霾防治的最终受益者、主观参与者,乡村居民更应该加强自身防护。本文结合静电纺丝技术研究出一套乡村雾霾下的人身防护对策,实现了对人的直接保护和间接保护,其潜在应用价值更是巨大。建设美丽宜居乡村本应以乡村人民为本,从乡村人民的健康出发。所以,此研究出发点是为了实现乡村人与自然的和谐相处。

2017年6月绿色科技第12期

参考文献:

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篇10

关键词:FPGA 图像增强 去雾 FIFO RAM

中图分类号:TP31 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(c)-0242-02

随着数字成像技术的发展,图像信息的获取在现代工业和军事活动中具有重要作用,摄像机需要在各种天气条件下都能提供探测识别性能高的图像,提高摄像机观测识别距离和细节分辨能力一直是工程实践努力的方向[1],特别是在能见度低、对比度差的雾霾天气条件下,提升可见光摄像机作用距离是必须突破的技术难点。

1 算法原理

在大量的图像处理仿真中发现,雾霾天气下图像的灰度级统计特点是灰度值集中在灰度级很窄的中间部分,而高对比度图像的灰度级统计特点是灰度在整个灰度级上分布比较均匀[2-3]。在雾天拍摄的图像一般偏灰白且对比度低,如果能实现雾霾图像的灰度均匀的分布在各个灰度级上,既能够提升图像对比度,又能增强图像的色彩[4]。基于此,通过直方图均衡化来拉伸有雾图像灰度,算法如公式(1)、(2)所示:

(1)

式(1)中,Pi为灰度i在图像中出现的统计概率,为0~1的浮点数,hi为图像中灰度i的像素统计数量,T为灰度阈值参数。

(2)

式(2)中,Pk为第k灰度级灰度累积概率,为0~1的浮点数。由于FPGA器件做浮点运算需要占用大量的逻辑和存储资源,故把计算公式进行了优化,在不影响计算结果的情况下,把计算顺序进行了调整,调整后全部为定点运算,避免了浮点运算,为FPGA内部时钟规划和布线减少了麻烦,其中(2)式中的N为灰度级数,m、n为图像尺寸大小, Xk为当前输出帧图像映射后的灰度结果。

通过仿真发现,雾天下的图像灰度进行拉伸后,雾霾特性有很大的改善,为了进一步提升图像质量,增加了边缘增强算法来锐化图像[5-6]。边缘增强算法如公式(3)所示:

其中0

(3)式中xij为x22相邻区域的灰度值,式5中aij为高通滤波矩阵中的系数。 X22为高通滤波后的灰度值,由灰度矩阵和系数矩阵卷积得来X22即为最后输出的灰度值。针对可见光摄像机采集的彩色图像,算法分别对采集到的RGB分量同时进行同样的处理,处理后对RGB分量进行组合,得到处理后的采集图像。

2 算法FPGA实现

在软件编程时经常使用数组结构,如果在FPGA中直接定义数组,非常消耗资源,尤其是当数组位宽较大时,该设计需要定义256级灰度、17位宽数组,这将消耗近10 000个LE单元,一个模块消耗了该器件的1/10的逻辑资源,这在设计中是不允许的。该图像处理系统采用StrixⅢ系列FPGA中有512 bit、4 Kbit、512 Kbit的M-RAM,可以根据实际需要组成各种数组类型的结构,可以很好的处理这类问题。该设计采用FPGA内部开辟了两个单端口RAM,实现统计和映射数据的并行存取,实现过程主要以RAM读写和时序控制为核心,其中灰度统计量存入RAM1中,一帧图像传输完整后得到完整的灰度统计量,通过计算后,把映射表灰度值按照灰度级写入RAM2中,即完成映射表的建立,为下一帧图像来临创建灰度映射的数据库。当数据来临时,以数据流中当前像素灰度为索引地址,查找映射表中拉伸后的相应灰度,作为处理后像素灰度输出,完成灰度拉伸。RAM的接口和深度如图3所示,对于灰度像素数量统计RAM来说n=m=11,对于灰度拉伸映射RAM,其中的n=m=7。见图1,图2。

如图2所示的FPGA处理时序,其中clk为像素时钟,data为像素灰度数据,addr为写统计数据hi对应的RAM地址,实际上是data延时四个时钟得到,如图3所示,第一个时钟用灰度数据1读取对应的灰度统计值h1,第二个时钟用得到的h1和阈值T比较,计算统计量h1是否需要加1,第三个时钟周期得到新的统计值h1存入地址1,第四个时钟周期1对应的灰度统计值已经存入,准备下个循环,由程序控制四个时钟存储一次。如此设计,首先保证了RAM读写不会冲突,其次,统计量虽然不是整幅图像,但是是基于整幅图像的均匀采样,可以保证算法的正确性,同时也简化了处理流程。

对灰度拉伸处理后的图像再进行细节增强,高通滤波矩阵实现过程如图3所示,每个FIFO的地址长度为图像的宽度减2,即一个FIFO加2个寄存器存储一行图像数据,用于图像行数的缓存;在一个像素时钟周期内并行输出9个数据作为后续算法模块的输入,用高通滤波矩阵对该像素灰度进行滤波,得到处理后的结果替换该像素灰度,通常图像边缘不包含重要信息,可以将边缘点不做处理,用原始值代替,至此完成图像的增强。

3 试验及分析

该功能搭载摄像机系统进行调试,完成软硬件与系统各组件联试,通过以往的经验和不断的摸索试验,完成在不同天气条件下的测试和参数调整,得到了一套适合FPGA计算的适应性较好的阈值参数和滤波系数矩阵。见图4~图6。

前期在上位机做了大量仿真,得到了有效的实验结果,图4为算法仿真效果,左边为原始图像,右边为增强后图像;该功能也完成了与摄像机联试,并经历内外场景试验,试验数据都获得了比较满意的结果,图5、图6为不同场景试验效果,左边为原始视频图像,右边为增强后视频图像。

图像处理系统采用大规模可编程辑器件(FPGA)实现的算法,与采用纯DSP实现算法相比,具有同时并行大数据量处理能力,数据处理总延迟80 us。从试验的结果可以看出,增强前图像被雾霾遮挡,模糊不清,对比度不高,增强后图像细节明显,整体对比度明显改善,观察效果明显增强,实验中数据流稳定可靠,没有丢帧和卡顿等情况,实时性和可靠性满足要求。

4 Y论

采用该图像增强算法处理的图像处理系统随设备全部通过试验,试验过程中,在图像输出、增强效果、天气适应性等功能的测试中进行了严格的考核,目前已经应用于工程中。该方法利用FPGA实现了复杂图像处理算法,保证了系统图像处理实时性,进一步解放了DSP来做更重要的处理,优化了系统硬件平台。试验有效证明了该方法可行、系统工作稳定,实时精度高、能够实现对雾霾天气下视频图像较好增强,提高了观测距离和目标识别能力,满足可见光观测设备规定的功能要求。

参考文献

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[2] 王炳健, 刘上乾, 拜丽萍.红外图像实时增强的新算法[J].光电工程, 2006, 33(1):46-49.

[3] 范永杰,金伟其,刘崇亮,等.基于FPGA的IRFPA图像细节增强与动态压缩处理技术[J].红外与激光工程,2012, 41(11):3113-3117.

[4] Ravi Kumar Chadalavada, Srivatsa S.K. Reconfigurable Frame Work for Video Image Enhancement[C].IACSIT. Proceedings of 2012 4th International Conference on Signal Processing Systems(ICSPS 2012).IACSIT, 2012:6.