基于区域地质环境下雾霾成因的分析

郎铎 唐雅婷 周建磊 刘紫嫣 陈康俊

摘要：近年来雾霾频发，对人们的生活带来了极大的挑战。在大范围雾霾的总体状况下，各地区的雾霾程度差异、成形原因又各不相同。本文以华北地区入手，探讨各地区雾霾的差异，并从地质环境的角度去分析雾霾的形成，对治理雾霾提供一定的思路。

关键词：雾霾；区域差异；地质环境

1.华北区域雾霾表现的异同

从总体上看，近几年华北为全国雾霾最严重的地区，多个城市雾霾天数长、PM2.5指数高，严重影响了人们的生活。微观来分析，又会发现华北地区内部雾霾由于区域不同，而呈现出显著区别。

1.1华北地区雾霾总体概述

据环保部公布的数据，2014年初，雾霾几乎席卷了我国整个中东部地区，超过143万平方公里的地区都出现了雾霾，其中重度霾天气的地区占到了80多万平方公里。而华北地区依然是污染最严重的地区，尤其是河北。可以说，雾霾连续天数长，PM2.5超过200在华北地区已成为常态。

1.2华北区域雾霾差异

在华北地区内部，根据地质条件的差异大致可以分为4个区域：低山丘陵区、平原区、黄土高原区和冀北山区，而雾霾在这些地区的表现也存在巨大差异。其中，北京、天津、河北地区最为严重。单从河北来看，雾霾也由于地质条件的不同存在较大的空间差异性。空间分布上，出现雾霾天数多、污染严重的杜秋雨主要在一些靠近太行山山麓位置；地形上，霧霾发生频率较高的地方主要在平原的中部，华北地形辐合线一带。

2.雾霾区域差异的原因分析

雾和霾，其实是两种完全不同的现象。水气为主雾对人无害，而大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中形成的霾才会损坏人的健康。通常情况下，吸水性强的干气溶胶粒子会吸水长大并最终活化成云雾的凝结核，使得霾和雾同时出现。

2.1区域雾霾的来源差异

霾的具体成因各不相同，但无论如何，没有干气溶胶粒子就不能形成霾。根据现有的研究结果，主要能对雾霾产生直接影响的因素主要有：工业排放，废气中有很多细微的干尘微粒；汽车尾气，随着汽车的增多这一影响比重也在加大；燃烧煤，杂质和不完全燃烧的煤均会造成雾霾。各地雾霾的表现大不相同：

我国东北地区的雾霾通产伴随着供暖期而出现，而风量大、干燥造成了霾多雾少，其中燃烧杂质占大多数。伴随着供暖结束，雾霾随之减轻，但重工业地区附件依然严重。

中部地区，霾多发生于夏秋。湖北等省份沼气程度低，焚烧秸秆等方式依然普遍，超过空气的自我净化能力而产生霾。此外由于湿度大，雾与霾相伴而生。

华北地区，产业几乎全为钢铁、煤炭，污染严重，加上风力较小，大气层结稳定；一些地区有降水和地面水汽蒸发的影响，使得近地面空气的相对湿度越来越大；在这种稳定的天气形势下，空气中的污染物在水平和垂直方向上都不容易向外扩散，使得污染物在大气的浅层积聚，从而导致雾霾越来越严重。

2.2地形地质的显著差异

地质对雾霾的影响，主要在气流和地形两个方面：（1）气流上来说，东北华北等地雾霾来源较为相似而表现差异巨大，相比东北，华北风力小、空气干燥却靠近地面湿度大。造成了霾产生后形成类似中部的雾霾共生现象却消散能力低于中部地区；（2）地形，在华北则主要受到西部太行山脉高山屏障影响，污染物容易在山前积聚，另外太行山焚风效应造成气流过山下沉增温，空气干燥，降水少，不利于污染物的冲刷净化，下沉气流也不利于污染物的扩散。因此靠近山麓地区霾日相对更多。

3.雾霾区域差异的影响

雾霾的区域差异，不止造成了各地微观上空气质量、大气成分及气候的影响，还对雾霾的治理工作带来了更多挑战。

3.1伴随雾霾的元素迁移

曾有谣言称，雾霾中含有铀、放射碘等物质，带来一定恐慌。其实，雾霾中成分主要是一些质量较轻的元素组成，放射性元素都是元素周期表中靠后的大质量元素，即使煤矿中含有，也无法通过燃烧等方式扩散到空气中。当然，雾霾中仍存在一些对人体极为有害的物质，如硫化物和氮化物。

从北京的检测数据表明，钾、钠、铅硫、锌、钙、硅、等元素含量较高，其中硫、铅等元素主要为化石燃料排放所致、而钾钠钙等为土壤中主要成分，可能是尘土扬起与水气混合而成。而武汉地区的雾霾中，水溶性离子和碳成分较多，还含有一些多环芳香烃、多氯苯等存在致癌风险的有机物。

通过检测可知，便随霾的元素迁移，人类活动产生的一些有害物质也会随之扩散，这些亚微米颗粒在热泳力和湍流沉积作用的双重效果下，在可依靠的接触面会形成沉降层。但又由于微粒间的相互作用和气流的影响下，则会再次悬浮，从而形成了雾霾一天各时间段成分互不相同，外观则表现为颜色反复变化。

3.2治理方式按区域调整

由于各地区雾霾产生的原因各不相同，具体环境也差异巨大，故除开减少工业排放、制定政策等通用措施外，还应根据地区采用不同方式：东北地区应该提高煤的利用率，对燃煤的加工细化，减少有害粉尘；华中华东等地要控制秸秆的燃烧，且在处理时需根据本地潮湿的特点对症下药；华北地区在改造产业结构的同时，需根据地形地质条件合理规划产业区域，防止污染的富集。

4.结束语

各地区由于地质的不同，雾霾的表现、消散方式、强弱程度都存在巨大差异。宏观角度，华北地区主要由于太行山脉的影响，靠近山麓的地区雾霾更易发生，不易消散；微观角度，华北地区多化石燃料而以煤炭钢铁等产业为主，雾霾中含有的主要有害物质为硫铅氮等化合物。在治理时需要因地制宜，不能照搬别处经验。

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