关于雾霾,10个你想问又没人能答的科学问题

作者: 健康朝九晚五

来源: 果壳网

发布日期: 2015-12-01

本文通过四位科学家的回答,详细解析了关于雾霾的10个科学问题,包括雾霾的定义、成因、对健康的影响、防护措施以及治理的当务之急等。

今天,北京启动了2015年第一个空气重污染橙色预警。关于雾霾“是什么”、“为什么”、“怎么办”,始终是人们关心的问题。在这场突围“十面霾伏”的持久战中,知己知彼,才能百战不殆。去年,果壳网邀请了四位科学家来共同回答公众和媒体关于雾霾的提问,以下是他们回答的10个问题。

1、雾霾到底是什么?

雾霾的背后是PM2.5污染的问题。

这个污染表现在两方面,一是表现在“霾”的方面,一是表现在“雾”的方面:当PM2.5在空气当中达到一定浓度,使得能见度低于10公里,这是“霾”。PM2.5有6类7种主要成分,有一些成分在相对湿度比较大的时候会吸湿,当空气条件达到一定程度的时候会活化,变成云雾的凝结核。PM2.5成为凝结核之后会迅速吸水,就会在空中形成小的水滴,形成云雾。在空中看到的是“云”,当云和地面接到一起的时候,就叫“雾”。

2、雾霾污染的成因是什么?

气溶胶直径小于2.5微米的叫做PM2.5。我们国家现在的浓度很高。在全球来看,我们现在仅次于南亚像印度、孟加拉这些国家的大城市。中国的气溶胶里,二次气溶胶超过一半。什么是二次气溶胶呢?气溶胶分成两大类,一类是以颗粒物形式直接从污染源排放到空气当中的,叫做一次气溶胶。从污染源排放大气当中时是气体,经过转化之后形成的气溶胶是二次气溶胶。

二次气溶胶占主导,受气象条件的影响就比较大。也就是说,不是我排放上来了就怎么样,转化需要一定的时间和气象条件,这就导致我们国家的雾和霾区域性分布,连片的主要有四大区域:北京以南、长三角、珠三角和四川盆地。

3、气象因素在这些年来对于成霾有什么影响?

气象条件长期看就是气候条件,对雾霾的影响肯定是有的,关键是怎么来看。举个例子,我们国家夏季和秋季盛行偏南风,海上来的亚洲夏季风占主导,冬季是偏北风。

季风有一个年代季的变化,10年10年一变,2004到2014年亚洲夏季风增强。这种气候条件对雾霾的影响要分区看,就对华北来讲,可能夏季的降水增多,雾霾就会少一点。华北降雨增多,南方原来降雨比较多的地方就偏少,比如说全球变暖以后冬季风变弱,对于华北来讲冷空气就不那么强,雾霾就会更糟一些,但是并没有非常系统地来研究这个事。

4、雾霾怎么影响我们的健康?

呼吸系统中,肺本身就是对外开放的器官。

如果空气质量不好的话,我们每天吸进来的空气中会有些有害的成份,可能对肺脏造成不好的影响。现在关心PM2.5,2.5(微米)是指颗粒的直径。为什么我们特别重视2.5,而不是10或者是其他的数字,是因为PM2.5是可以被直接吸到肺里去的,叫做可吸入颗粒物。它能对肺泡里的细胞造成破坏,这是第一个,是直接对肺的影响。第二个是它被吸进去的时候,小颗粒甚至可以直接进入血里,进入其他器官。

空气污染对健康影响最多的是呼吸和心血管,像高血压、冠心病,以及神经系统。因为雾霾主要是直接或间接通过肺这个途径产生影响,即使我们每天不去跑步,不去运动,一天可以有将近一万升的气体被吸进来,如果空气质量不好,长期的积累对肺的影响非常大。另外现在人们也关心对生殖系统有没有相类似的影响。

5、北京有过连续多天的污染环境,如果一个月共出现10天,那么间隔出现10天,和连续出现10天,哪个对人体危害更大?

我只能根据以前的模型研究做一个引申的结论,连续暴露的话,影响应该更大。如果只是几天,空气比较好了之后,可能影响就比较少一些。

6、有人说,科学家说雾霾和某些疾病得出了相关性,但又不说是诱因,那要多少时间才能证明因果性?

最权威的研究结论来自于队列研究。一般来说队列研究比较长,三个月前国际癌症研究机构(IARC)正式公布大气污染作为一类致癌物,就是因为前两年已经有2到3个比较大型的队列研究结果。在欧美发达国家确认,长期暴露于大气污染中以后,肺癌明显是增高的,还有一个是膀胱癌。这两个癌症是在IARC报告里面明确写的。因为癌本身发病就是很长期的一个过程,所以研究需要很多年。

7、口罩究竟能有多大用呢?

做一件事情,很可能带来另外的弊端。比如医生研讨,戴口罩会导致缺氧,对心脏不好。如何平衡?也许因为戴口罩阻挡了雾霾,别的方面可能损害更大。目前还没有定论。

8、目前有没有成熟的雾霾防护产品,比如特殊的口罩?

一个防护产品一定是经过很多年的研究才可能成熟的,不可能是一下来雾霾了,“唰”就冒出来一个人说他研发了一个防霾口罩。

我的实验室是可以做运动测试的,我买了很多口罩做测试,看这些口罩在运动的时候能不能做到既有效过滤细小颗粒物,又不影响顺畅呼吸。目前来看,这些口罩大部分都是不能戴去做运动的。跑步到一定强度的话,基本上都会感觉呼吸不畅。老人、小孩更是如此。我们稍微研究了一下这两种人群,从理论上看,因为老人整个肌肉退化,呼吸能力比较差,而小孩没有发育全,那么这两种人群如果运动强度一大点的话,呼吸会比成人要差得多。

很多人选N95口罩,它是用0.3微米的颗粒做测试,要95%的雾霾颗粒都进不来。普通口罩的话基本上被排除在外了,它基本上四面漏风,没有一个密闭的效果。大部分的口罩是顶侧漏气,因为人的结构是鼻子的位置比较立体。我发现大部分好的口罩的核心技术是鼻子部位的防漏。长期戴口罩究竟有没有什么帮助或者是坏处,这个我目前还没有去研究。

9、治霾的当务之急是什么?

国十条瞄准的一个是烧煤,一个是机动车,还有一个是城市的各种活动。对于烧煤来讲,就得调整能源结构。我们一次性能源的消费70%靠煤,我们给环保部做过评估2050年还有50%要烧煤,尽量少烧煤,还要调整你的产业结构。产业结构也要调,重化工和那些用煤的东西,尽量要弄下来。但是还要生产,人还要生活,这些东西也不一定完全可以做到。

那在这个基础上,煤的清洁使用,比如大电厂脱硫脱硝除尘,要95%以上的运行,使得这些排放降到最低。清洁地使用油也是一点。但这当然也有问题,现在中石油中石化要把标号提高,它得有成本,要把原来的东西用完或是怎么样,都有一个过程。

10、五年之内雾霾的天数能够少一些吗?

大家都在问这几年雾霾增加是不是跟气候有关系。谁也不知道未来五年的气候是什么?现在就只能用今年的东西,只能假设减了多少煤之后,可能会是什么样的,不确定性很大。科学界、政府也不可能说得很清楚。还有一个是在减这些东西的时候,能不能够完全做到位。比如说脱硫、脱硝,能不能百分之百得到执行?这些不确定性加到一起,只能是大致地做一个判断,无法准确地说就是怎么样。

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