- 第10节 什么叫逆温?
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逆温是一种大气现象。正常情况下,大气的温度会随着高度的增加而下降,原理就像高山山顶的温度总是比山脚的温度高一点儿一样。在大气层数千米以下,低层大气的温度会比高层大气温度要高,这种头重脚轻的现象是正常的。
在这种正常情况下,大气层结容易发生上下翻滚,产生对流运动,一旦对流运动产生,那么近地面层的污染物,就有机会借助对流运动,向高空乃至远方输送,这样就可以让城市空气污染程度相对减轻,缓解空气污染对人体健康的影响。
不过,有一种情况,那就是逆温。在某些特定的天气条件下,地面上空的大气结构出现了气温随高度增加而升高的非正常现象,这样会导致大气层结稳定,出现逆温现象,出现逆温现象的大气层被称为“逆温层”。
逆温对雾霾天气形成的影响有哪些?
雾霾是我们近几年非常熟悉的一种天气,北京、天津等地近年长期受到雾霾天气的影响,其中一个很重要的原因是逆温的影响。表面上看来,大气层的温度似乎和我们的生活关系不大,不过,逆温现象的出现影响了空气污染物的扩散和流动,进而使沉积大量污染物的城市近地面大气层循环困难,使污染严重的城市越发污染严重。
逆温的出现,会使大量细微尘粒、烟尘浮游在城市上空,无法对外扩散,这些尘粒遇到大雾,就会和水汽凝结,悬浮在颗粒污染物上,从而形成我们经常会遇到的雾霾天气。有时候,天空甚至会有白色粉末掉落到地面。
逆温阻碍了空气的垂直对流运动,妨碍和阻留了烟尘、水汽凝结物和污染物的对外扩散,使得几十米甚至几百米厚的逆温层像一张巨大的、厚重的棉被那样,笼罩在城市的上空。一旦有了逆温层这床厚重的被子,近地面的污染物就变得无处可逃,只好待在原地,停留在城市上空,越积越厚,使空气污染加重。
烟尘、污染物的堆积,加深了城市雾霾天气的形成,使得雾霾挥之不散。而且,雾霾看似温和,可是潜伏期很长,对人体的伤害也比较大,因为雾霾含有酸、碱、盐、尘埃、化学物质等多种有害物质,而它的含量比普通大气水滴的含量要高几十倍,人们长期生活在雾霾严重的环境下,会对健康造成很大的影响,容易引发急性上呼吸道感染、急性支气管炎、肺炎、哮喘等疾病。
如果城市连续好几天出现逆温,雾霾加重,空气污染物大量积累,就很可能引发空气污染中毒事件。1948年10月,美国工业小镇多诺拉,连续4天出现逆温,导致工厂所产生的硫氧化物和烟尘等污染物不能及时扩散,停留在小镇居民区近地面上空,从而使这个只有14000多人口的小镇,在4天内足有近6000人患病,近20人死亡。
同样,1952年,伦敦也发生过大型的烟雾事件,也是逆温造成的。当时伦敦工厂区排放的烟尘和二氧化硫,由于连续几天出现的逆温现象而无法外排,使得4天内有5000人死亡。
可见,逆温现象对城市空气质量影响非常大,对于雾霾的加剧更是影响深远,是必须得到重视的一种非常态现象。
PM2.5与PM10相比,对健康的危害有什么不同
随着雾霾天气频发,“PM2.5”开始走进我们的日常生活。以往,我们更加关注PM10和其他悬浮颗粒物,不过,PM2.5的杀伤力更为强大。
PM10是指那些在空气动力学中直径在10微米以下的固态和液态颗粒物,它们一般不能单纯靠自身的重力降落到地面,因此,在生活中,我们把它们俗称为“飘尘”,意思是飘浮在空中的微尘。飘尘的可怕之处在于,它们可以在空气中漂浮几天,甚至好几年。
和其他的悬浮颗粒物一样,飘尘会随着空气的扩散和漂移,传播到不同的地方,随着空气进入人体,从而对人们的身体健康造成影响。不过,我们需要注意的是,飘尘虽然能进入我们的上呼吸道,但是部分飘尘可以通过我们自身的痰液、鼻涕等排出体外,还有一大部分飘尘可以被我们鼻腔内部的绒毛所阻挡,因此,对我们人体的伤害还算是小的。
和PM10飘尘相比,PM2.5的影响更大,因为,PM2.5是指粒径在2.5微米以下的细颗粒物。由于体积更加微细,所以PM2.5更不易被阻挡,像一般的鼻腔绒毛,就无法阻挡这些微细颗粒。当PM2.5被吸入身体后会直接进入我们的支气管,感染肺部气体交换,从而引发哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
更可怕的是,PM2.5还可以通过支气管和肺泡进入血液,由于PM2.5会包含部分有害气体和重金属等,这些有害气体和重金属元素溶解在我们的血液中,就会对人体健康造成严重伤害。
这样说绝对不是危言耸听,因为早在2012年,北京大学公共卫生学院就公布了《北京PM2.5中重金属浓度检测研究》报告,通过采集和监测的样本进行分析发现,PM2.5颗粒中含有铅、锰、镉、锑、锶、砷、镍、硫酸盐、多环芳烃等多种有害物。这些金属元素是大气颗粒物中对人们健康危害最大的元素,而PM2.5携带重金属的能力比PM10要强十倍以上,因此,PM2.5有更大的机会携带更多的重金属元素。换言之,如果我们长期吸入PM2.5,很可能会透过呼吸将有害重金属元素吸入体内。比如PM2.5常见的重金属砷,摄入大量的砷元素容易使人们出现神经系统损伤、心血管疾病以及尿道癌。而通过皮肤接触吸入砷元素,也容易导致皮肤癌。除此之外,还有我们比较熟悉的重金属铅,大量吸入含有铅的PM2.5对造血系统、泌尿系统、神经系统、消化系统、免疫系统、心血管系统、内分泌系统等均有不良影响。
悬浮颗粒物是什么?
悬浮颗粒物是一个我们相对比较熟悉的概念,它是指悬浮在大气中的固体、液体颗粒物。不过,悬浮颗粒物只是一个总称,由于它们的来源不同、形成不同,形状、密度、颗粒大小等都不一样,因此,从光、电、磁等物理性质上来分析,不同的悬浮颗粒物所产生的影响也大不一样。
悬浮颗粒物主要有两个来源,一个是天然来源,比如土壤、土地所产生的烟尘,火山灰,深林火灾引发的烟尘等,而另一个则是人为来源,这主要和我们人为地排放化学染料燃烧所产生的煤烟,建筑行业所产生的粉尘,工业行为所产生的金属尘、水泥尘有关;而且,我们的交通废气排放也严重加剧了悬浮颗粒物的形成,比如汽车尾气、飞机排气等。
一般而言,悬浮颗粒物可以分为一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物是指由排放源直接排入大气中的液态或固态颗粒物,由于物理性质、化学组成及气候条件,它们在大气中没有发生变化,所以称为一次颗粒物。而二次颗粒物则是由排放源排放的气体污染物,由于它们在适当的条件下与周围的物质产生了化学反应或物理过程,从而转化为液态或固态的颗粒物,因而被称为二次颗粒物。
二次颗粒物的影响很多时候比一次颗粒物要强,常见的二次颗粒物有硫酸盐、硝酸盐、氯化物、铵盐和有机气溶胶等。它们一般是由一次颗粒物二氧化硫、氮氧化物、氯化氢和氯气、氨、有机气体等经化学反应形成的,对人们健康的影响更加严重。
颗粒小到10微米以下的悬浮颗粒物中可以随着人们呼吸进入人体肺部,侵入人体后容易引起呼吸道感染、心脏病、支气管炎、哮喘、肺炎、肺气肿等疾病,严重影响人体健康。
因此,在生活中,我们会发现,悬浮颗粒物的多少是空气质量日报的一个重要指标。所以,在我们选择出行,或者长时间暴露在空气中之前,我们要注意留意空气报道中有关悬浮颗粒物的相关指标,尽量避免在悬浮颗粒物含量多的天气外出,或者长时间处在室外环境中进行活动。
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