资源描述：
《雾霾形成机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、雾霾形成机理一、雾霾的基本概念所谓灰霾天气,就是指由于空气中含有的氮氧化物、颗粒物的总量过大,导致空气能见度偏低,大气中出现浑浊。霾的本质则是“细粒子污染”,形成的主要原因则是工业废气,汽车尾气中的污染物质经过一系列化学反应,造成二次污染,散播到大气中的尘埃、硫酸颗粒、硝酸颗粒、有机碳氢化合物等粒子悬浮在空中,从而使大气变得混浊,造成人们视野模糊,能见度偏差,如果水平能见度小于10000m时,将这种粒子物组成的气溶胶系统造成的视觉障碍称为霾(haze)或灰霾。雾霾的具体种类包括PM10和PM2.5，二者都对环境造成了很大的危害，具体危害如下：（一）PM10对环境
2、的影响大气颗粒物虽然在地球大气成分中含量很少,但对环境的危害极大。轻者造成建筑物表面受到污染,影响市容,重者对能见度、温度等均产生重要影响。1.PM10对能见度的影响20世纪70年代以来，环保部门一直都关注着大气颗粒物对能见度的影响。尽管它在大气中只占很少的一部分，但颗粒物对城市大气光学性质的影响可达99%。研究表明，PM10的性质与能见度的降低密切相关。能见度的降低主要是由于气体分子与颗粒物对光的吸收和散射减弱了光信号，并由于散射作用减小了目标物与天空背景之间的对比度而造成的。1.1对光的散射效应。能见度降低的最主要因素是光的散射，60%～95%的能见度减弱都
3、是颗粒物的散射造成的。空气分子对光的散射作用很小，其最大的视距（极限能见度）为100～300km（具体数值与光的波长有关）。但是由于大气中颗粒物的存在，造成的能见度一般远远低于这一数值：在极干净的大气中的能见度才可以达到30km以上；在城市污染大气中能见度大约在5km左右甚至更低；甚至在浓雾中能见度只有几米。在大气气溶胶中，最主要是粒径为0.1μm～1.0μm的颗粒物通过光的散射而降低物体与背景之间的对比度，从而降低能见度。1.2对光的吸收效应能见度降低的第二大因是PM10对光的吸收效应，PM10对光的吸收几乎全部都是由炭黑（也称元素碳）和含有炭黑的颗粒引起的。
4、每年，世界上排放的炭黑仅占全部颗粒物排放量的0.2%～1.0%。但是，它们的消光效应是不可忽视的，因为煤烟的总消光系数是透明颗粒的2～3倍，所以大气中含有少量的煤烟颗粒就可以导致光强降低很多。这些光吸收颗粒物甚至会使某些地方的能见度降低一半以上，严重者还可形成烟雾而使城市呈褐色。1.3PM10对温度的影响大量颗粒物的存在直接阻挡太阳光抵达地球表面，造成可见光的光学厚度增大，抵达地面的太阳能通量剧烈下降，从而使地面温度降低，高空的温度增高。特别是直径在0.1～0.5μm的颗粒，通过散射与吸收太阳与地球辐射在大气能量平衡中起着重要作用。大量资料表明，当PM10浓度达
5、到100μg/m时，到达地球表面的紫外线就会减少7.5%；当PM10为600μg/m时，到达地面的紫外线就会减少42.7%；当PM10为1000μg/m时，到达地面的紫外线减少60%。Rasool等估计，全球本底不透明度至少会增加四倍，这样就会使全球温度降低3.5摄氏度之多，这么大的降温幅度如维持若干年，相信足以引起一个冰河期。（二）PM2.5对环境的影响2.1PM2.5的来源PM2.5主要包括有机碳、碳黑、粉尘、硫酸铵(亚硫酸铵)、硝酸铵等五类的化学成分。有机碳、碳黑和粉尘等原生颗粒物被称为一次颗粒物。亚硫酸铵、硝酸铵等，是由人类活动排放或自然产生的二氧化硫和
6、二氧化氮等，在大气中经过光化学反应形成的二次污染物，所以被称为二次颗粒物。一次颗粒物中的碳黑粒子主要来源于汽车尾气排放、锅炉燃烧、秸秆焚烧和居民柴草燃烧等途径，粉尘主要来自道路交通、建筑工地和工农业生产过程的扬尘。在一次颗粒物的各个来源中,PM2.5所占的比例相差较大,道路扬尘与建筑扬尘以粗颗粒为主,由燃料燃烧产生的颗粒物，则以细颗粒PM2.5为主。硫酸铵主要来源于燃烧高硫煤的锅炉，酸铵主要来源于锅炉与燃油机动车,氨（NH3）主要来源于化肥生产、动物粪便、焦炭生产、冷冻车间和控制NOX的锅炉(NH3作为降解剂)。大气相对湿度对二次粒子的生成起着不可忽视的作用，不
7、仅是决定二次粒子的生成和低空的累积的重要条件,而且是决定二次粒子粒径增大与散射率变化的首要条件。2.2大气能见度的影响众所周知，PM2.5是导致灰霾天气形成的罪魁祸首。进入大气中的灰霾，导致大气能见的降低，对地面交通安全和飞机的起飞、降落，都构成巨大威胁。广义上的能见度，包括气象观测中的大气能见度，夜间识别远处灯光信号的灯光能见度，以及卫星测量技术中的从空中观测地面目标的能见度等。狭义的大气能见度，通常指标准视力的人，在当时的天气条件下，在水平方向上，能够从天空背景中将黑色目标物体（大小适度）区别出来的最大距离。起初，人们把能见度为10个等级，分别用数字0-9表
8、示。例如，在有雾的天气状
