關於氣溶膠的是是非非
氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒,有的來源於自然界,如火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤微粒、海水飛濺揚入大氣後而被蒸發的鹽粒、細菌、微生物、植物的花粉、流星燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等。有的是由於人類活動,如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質,以及車輛產生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。
氣溶膠粒子具有分布不均勻、變化尺度小、複雜性的特點,多集中於大氣的底層,對雲的凝結核、雨滴、冰晶形成,進而對降水的形成起重要作用。氣溶膠甚至可以改變雲的存在時間,能夠在雲的表麵產生化學反應,決定降雨量的多少,影響大氣成分。
氣溶膠粒子能夠從兩方麵影響天氣和氣候。一方麵可以將太陽光反射到太空中,從而冷卻大氣,並會使大氣的能見度變壞;另一方麵卻能通過微粒散射、漫射和吸收一部分太陽輻射,減少地麵長波輻射的外逸,使大氣升溫。
當氣溶膠的濃度達到足夠高時,將對人類健康造成威脅,尤其是對哮喘病人及其他有呼吸進疾病的人群。空氣中的氣溶膠還能傳播真菌和病毒,這可能會導致一些地區疾病的流行和爆發。
大氣氣溶膠是造成空氣汙染的主要原因,尤其是在人類活動排放源很強的工業區,大城市以及頻繁生物質燃燒地區及其周邊。大氣氣溶膠對於經濟社會的許多方麵,如農業、水資源、人體健康、城市化等都會產生重要的影響。
大氣氣溶膠對城市的影響包括許多方麵,首先是汙染空氣,危害人群的健康;其次是降低城市的能見度,並使霾日的頻率明顯增加。我國許多城市近二三十年霾日數不斷增加,能見度則明顯降低,目前中國東部大部分地區霾日都超過100天,其中大城市區域超過150天。
大氣氣溶膠對農業和生態係統的影響也很大,主要是通過由它們造成的到達地麵的直接太陽輻射的減少引起的。在中國稻米和冬小麥生長的主要農業區之一的長江中下遊地區,由於大氣氣溶膠的散射和吸收作用,可使到達地麵的太陽輻射量減少5~30%,近70%的作物受此影響至少減產5~30%。硫酸鹽氣溶膠還是形成酸雨的主要原因。
氣溶膠對人體健康可以產生嚴重危害,對人體健康影響最大的是長時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,進入肺部或進入肺泡,並能進入血液通往全身,由於其本身的毒性或攜帶有毒物質,因而對人體健康會造成極大危害;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、腸胃、心髒、肺、肝、腎、皮膚等;大氣氣溶膠中的多環芳烴和亞硝胺等化學物對人體有致癌作用。
我們強調氣溶膠的危害,並加強大氣汙染治理的同時,還應該看到氣溶膠的另一麵——氣溶膠可抵消部分溫室氣體造成的變暖作用。
全球氣候變化主要由溫室氣體濃度的日益增加引起,而空氣汙染主要由懸浮於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。空氣汙染和氣候變化是相互發生作用的,一方麵,氣溶膠造成空氣汙染,而且還具有明顯的氣候效應和改變水圈循環的作用;另一方麵,氣候變化也可加重和放大空氣汙染對人體健康、農業生產和生態係統的影響。兩者在科學問題上是密切相關的,因而應該采取統一的而不是分離的科學研究戰略。
大氣氣溶膠粒子通過散射和吸收太陽光,減少了到達地麵的太陽輻射,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都是造成地麵負的輻射強迫,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增暖的作用。國際上一些大型的大氣氣溶膠試驗也都證明了這一點。
警惕城市變成大鍋爐
隨著人們的生活水平逐步提高,城市裏的汙染也日愈嚴重起來。現如今,城市裏充斥著各種各樣的工廠,還有大大小小的鍋爐房,矗立著一座座煙囪,晝夜不停地冒著濃煙;各家各戶做飯取暖的爐灶,也排出大量油煙廢氣;馬路上穿梭往來的汽車、摩托車,一刻不停地排放著尾氣。這些煙塵和廢氣都進入大氣層,使城市上空的空氣汙濁不堪。如果天氣好,隨著空氣的流動,煙塵會慢慢消散。假如趕上特殊天氣,空氣中的煙塵、廢氣無法擴散,就會在城市上空貼近地麵的大氣層中積聚,造成嚴重大氣汙染。