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还我洁净大气

少儿资讯 来源:央视网 2017年04月25日 12:11 A-A+ 二维码
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央视网消息:

  

《少年时》系列之还我洁净的大气

 真实的故事

  伦敦曾有“雾都”之名,冬天多浓雾天气。这里也是18~19世纪工业革命蓬勃开展的地方。当年的蒸汽机使用木头、煤炭等燃料,改变了生产制造模式,从手工转为批量的机器生产,由此带来一系列颠覆性的创新和发展。但是,大量使用木头与煤炭燃料也留下了隐患。燃烧时产生的烟尘与雾混合产生污染物,其威力日益显现。

  英国的煤炭产量在1913年达到2.87亿吨的顶峰,直到20世纪60年代,煤一直是英国机器生产中的主要燃料。与此同时,在20世纪50年代以前的100年间,伦敦发生了大约10次大规模烟雾事件,其中最严重的就是“1952年伦敦烟雾事件”。

20世纪中期,美国钢铁城匹兹堡一直受到空气污染的困扰。当地的气象和地理条件使大量钢铁厂排放的烟雾无法消散(Credit: University of Pittburgh)

  在一些环境科学教科书中,有这样的描述:1952年12月5日开始,逆温层笼罩伦敦,城市处于高气压中心位置,垂直和水平的空气流动均停止,连续数日寂静无风。当时伦敦冬季多使用燃煤采暖,市区内还分布有许多以煤为主要燃料的火力发电站。由于逆温层的作用, 煤炭燃烧时产生的二氧化碳、一氧化碳、 二氧化硫、粉尘等污染物在城市上空蓄积,引发了连续数日的大雾天气。期间由于毒雾,大批航班被取消,甚至汽车白天在公路上行驶时都必须打开大灯。

  混合着污染物的烟雾笼罩民宅,让人眼痛、鼻痛、咳嗽。大雾发生后的隔周,伦敦各医院收治了大量支气管炎、支气管肺炎、心脏病患者。据英国《卫报》报道,预计当时死亡人数超过4000。加上一些慢性病患者,数周后又有8000 多人死亡,合计死亡人数达到12000 以上。

  你可能觉得类似这种城市里因烧煤导致烟雾的时代已经远去了。现在去英格兰东北部那些曾经产煤的城市,你会发现那里的矿井已经成为遗迹。人们似乎已经告别了工业革命时代的污染,但是另一种污染又来了。

1954 年前后,洛杉矶,国际乐观主义者俱乐部成员头 戴防烟雾面具参加聚会。国际乐观主义者组织于1911 年在美国创立,其宗旨为“将最好的带给孩子”。现在世界各地有2900多个俱乐部。

  现代城市的隐患

  汽车尾气和工业废气的排放取代了煤炭燃烧而成为现代烟雾的源头。洛杉矶也曾经是烟雾肆虐之城。1943年,“二战”还未结束,洛杉矶市民突然发现灰色的烟雾侵入城市,“7月8日,从格兰德大街到联合车站的人们都在喃喃自语,惊讶于这突如其来的烟雾”。人们开始还以为是刚偷袭完珍珠港的日本人的又一次袭击—化学武器袭击。直到20世纪50年代,一名在加州技术研究所工作的化学家阿里·哈根 - 斯密特给出了答案,他后来也被称为“空气质量科学之父”。

  他首先发现臭氧是烟雾的第一来源。当汽车没有充分燃烧的尾气,石油化工厂排放的碳氢化合物、氮氧化合物,还有挥发性有机物,受到太阳照射时,臭氧和颗粒物发生反应,空气中散发漂白粉味道,形成二次微粒,造成眼睛刺痛和呼吸问题。这些二次微粒与初次微粒混合形成“光化雾”,存在于所有的现代都市。而且在阳光好、温暖、干燥、拥有大量汽车的城市里,这种现象更为普遍。让人们认识到这是自己每天开车造成的后果其实并不容易,洛杉矶用了20年的时间,才开始引入减少汽车排放的措施。

  北京的雾霾

  20世纪80年代,北京的春天经常遭遇来自西北的沙尘暴。20年后,沙尘暴不常见了,但是另一种古怪的天气——雾霾——出现了,而且集中在供暖季节。人们一开始并不知道空气中有过,相比工业燃煤燃油以及汽车超标尾气排放对大气污染的“贡献”,这些污染并非关键因素。在2014年和2015年,北京曾出现了著名的“APEC蓝”和“阅兵蓝”。

  从行之有效的管控措施中,你可以看出一些端倪:一般机动车单双号限行、货车每天有18个小时不能进入六环以内、石化建材等企业停限产、全部施工工地停工。从开始监测 PM2.5 至今,已经有两年多时间,那我们的数据能否支持判断?

  北京市环保局2014年4月16日对外宣布,经过一年半的研究,北京市全年 PM2.5 来源:机动车尾气31.1%,燃煤 22.4%,工业生产18.1%,扬尘14.3%,餐饮、汽车修理、建筑涂装等排放占14.1%。对实现 “APEC 蓝”的空气保障效果,北京市环保局曾在 2014年12月进行过总结,称11月在APEC限行的10天中,北京市PM2.5 实际浓度为43微克/米3,其中机动车管控贡献最大,其次是工地停工和工业企业停限产等。

  自然资源保护协会2014年10月发布的一份报告称,中国的空气污染正在由传统的以二氧化硫和PM10(可吸入颗粒物)为主的煤烟型污染转变为以PM2.5和臭氧为主的复合型污染。中科院大气物理研究所的报告称,在2011年前,燃煤还是北京PM2.5的首要来源,在近两三年发生了显著变化,就是北京在控煤的同时机动车在大幅度增加,于是,机动车尾气成为最大污染源,其次是燃煤。

北京,有了自己的城市综合征。

  神秘杀手PM2.5的人体之旅

  大部分源于自然界的微粒(比如花粉、植物孢子、粉土和细沙)相对来说比较大,其大小大概相当于头发丝的直径(10~100 微米),它们叫作 PM10~PM100。它们进入空气时,有的迅速沉淀下来,有的聚集成更大的颗粒物,不过,它们当中有80%会进入人体的呼吸道。

  在大自然的沙砾面前,人类进化出了能阻止较大颗粒进入肺部和血液的机制。不过这对直径小于2.5 微米的细颗粒物(PM2.5)就没那么有效了,20%的PM2.5会沉积在肺部。这些和细菌或者病毒差不多大小的微粒通常是在燃烧或者其他人类活动中产生的,比如二手烟以及汽车尾气,其中柴油引擎产生的微粒最多。

  PM1.0(直径1微米)是超细粒子,大部分是燃料在高温燃烧过程中产生的,一般集中在柴油驱动车密集的高速公路附近。人们正在评估它对人体健康的影响,以此作为设定有效管理规则的参数。让我们来看看这些颗粒物是如何进入人体的。

  鼻喉呼吸道

  人在呼吸时,直径小于10微米的粒子可以越过鼻毛进入鼻腔。鼻神经后面负责嗅觉的区域直接暴露在微粒中,一些微粒会被神经细胞吸入,然后通过轴突进入大脑。一些研究表明,吸入含高浓度PM2.5的空气,与医院里敏感人群以及缺血性中风死亡人群的增加有关。 当血管中产生的血块阻碍含氧血流向大脑时,大脑就会因短暂缺血引起中风。

  空气中的 PM2.5~10微粒在一天之内就会沉淀下来,而环境中的 PM2.5和更小的微粒可以在空气中悬浮一年,它们对人体的危害也因此格外大。幸运的是,人体已经产生了一种可以阻止这些中等大小的微粒进入血液的保护机制。当异物刺激鼻子时,人往往会打喷嚏,异物也随之被排出。此外,在鼻腔内膜、气管、支气管表面,覆盖着一层黏液,它可以捕获PM10以及不能被咳出或随喷嚏排出的更大颗粒。

  对健康的影响PM2.5和PM1.0可以随着口腔呼吸进入肺的深处,因为它们可以逃避鼻 腔中的黏液,尤其是儿童和老年人深受其害。儿童对颗粒物高度敏感,这是因为他们的肺部仍在发育,防御机制尚未完善。他们越多地进行运动,就会吸入越多的空气污染物。吸入肺部的颗粒物可以在身体内停留一年甚至更长时间,其中石棉纤维不能被降解,会永远留在身体内,可能会导致细胞损伤或者癌症。还有一种颗粒物能引起巨噬细胞的注意,巨噬细胞会吞掉颗粒物并试图降解它们,代价是巨噬细胞的死亡。于是体内没有足够的巨噬细胞处理进入肺部的微生物,肺部防御能力降低,肺部炎症发生概率增加,肺组织可能会损伤,这将带来许多健康问题,比如增强过敏反应等。

  在本书中,我们一起来了解这些污染物的劣迹。你会发现,很多污染物的治理都是在与人的利益和习惯做斗争。比如,含铅汽油的禁止损害了化学工业,汽车尾气的限制威胁了汽车工业,甚至少开车、少烧煤,都影响着人们的生活习惯。

  你也会了解,现在可以用什么方法为大气做大扫除。我们使用的每一件东西,都有一个源头,也有一个去向,我们都不希望它们最终变身为污染物。干净的空气,是我们最珍贵的宝藏。

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