霧霾顆粒形成的原因是什么

【專家解說】：燃煤、生物質(zhì)燃料燃燒時(shí)，產(chǎn)生顆粒物，簡稱霧霾顆粒，其中pm10,pm2.5為可吸入顆粒，后者直接入肺泡。 霾指的是顆粒物，固體;霧指的是液滴，液體，兩種在大氣中都能起到阻擋光線作用，造成混沌的空氣，在冬季北方干燥地區(qū)，多數(shù)情況下霧霾其實(shí)專指霾。研究清楚霾有重要意義，有了它形成的機(jī)理就可以有針對性的從根本上來防止霾產(chǎn)生。 現(xiàn)在一般認(rèn)為霾的一個(gè)基本來源是不完全燃燒產(chǎn)生的。這個(gè)來源和中國國情有直接關(guān)系，在 我國有5.9億居民在室內(nèi)直接使用固體燃料做飯;4.7億居民在室內(nèi)直接使用固體燃料取暖。集中供暖也有為數(shù)極大的小鍋爐，發(fā)電廠也擁有巨量的燃煤鍋爐。鍋爐和普通民居在燃燒產(chǎn)生霾的原因上有一個(gè)重要區(qū)別，低溫燃燒和高溫燃燒可以產(chǎn)生不同種類的霾。 霾的原始來源之一 用火 以木材為例，燃點(diǎn)300度左右(200-290)，起燃后分解為氣體和液體，再被氧氣氧化，火焰溫度升高一倍，水分在干木材中占15%，在燃燒中起到的作用十分可疑:一方面水分使的稀釋作用燃燒溫度受到限制;在高溫時(shí)，水分參與反應(yīng):H2O+C----H2+CO----C+H2O，反復(fù)發(fā)生，其中的碳單質(zhì)極易被氧化，但在低溫缺氧時(shí)也容易聚集，燃料中的雜質(zhì)都會加速這個(gè)過程，如碳繼續(xù)凝聚，可以產(chǎn)生多層微晶結(jié)構(gòu)。在低溫下收集這種凝聚顆粒，就是俗稱的碳黑?？諝庵械臍怏w不燃?xì)怏w如氮?dú)猓鸬较♂尳禍刈饔?，這就是普通燃燒溫度受限的原因。 純的炭黑具有中空多孔結(jié)構(gòu)，表面具有局部氧化的標(biāo)記:形成內(nèi)部吸附力強(qiáng)，表面活性高的雙重特點(diǎn)，炭黑顆粒繼續(xù)與其他雜質(zhì)或者吸附或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，直徑不斷增大形成霾顆粒的核心。 再由于多孔炭的吸附保護(hù)作用，空氣中的有害物質(zhì):微生物類，如孢子，衣殼類病毒，重金屬氣體都有可能獲得吸附保護(hù)。再有，顆粒物可以形成膠體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定存在于空氣中，威脅人的呼吸系統(tǒng)。 之二 工業(yè)用火 再以熱電廠鍋爐為例。與普通燃燒不同的是，工業(yè)鍋爐經(jīng)過優(yōu)化，燃燒溫度可以達(dá)到千度以上，在大大提高燃煤熱效率的同時(shí)，也帶來了副作用。空氣中的氮?dú)庠诟邷叵屡c氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生氮氧化物，是一種污染氣體。氮氧化物進(jìn)而與水分、其他雜質(zhì)可以產(chǎn)生硝酸鹽，亞硝酸鹽，都可以作為硝酸鹽為主一類霾的核心。燃煤中固有的硫分也被氧化，產(chǎn)生二氧化硫，與氮氧化物互相促進(jìn)產(chǎn)生酸性氧化性氣體，形成硫酸鹽為主一類霾的核心。值得一提的是，這個(gè)過程和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)果類似，都有氮氧化物和二氧化硫?qū)е碌啮伯a(chǎn)生。 與普通民居所涉及燃燒不同的是，工業(yè)鍋爐和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，都有尾氣處理工藝來保證回收大部分的顆粒物，熱電廠的除塵設(shè)施可以回收超過99%的顆粒物。但值得痛心的是，個(gè)別不負(fù)責(zé)任的熱電廠其實(shí)并不使用除塵設(shè)施，造成顆粒物嚴(yán)重超排。 對人的影響 霾一旦產(chǎn)生，就很難清除，除非氣象條件許可，否則霧霾天氣會在大氣中形成逆溫效應(yīng)。比如在北方地面因?yàn)殪F霾而保持低溫，大氣高層則受陽光作用溫度升高，形成底層大密度高層低密度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。正常晴天時(shí)，地面吸收熱量多，表層空氣上升可以帶動(dòng)地面污染物向上擴(kuò)散，這種擴(kuò)散被逆溫效應(yīng)打斷，造成連續(xù)不斷的霧霾天。 霧霾天，影響人的心理、身體健康，嚴(yán)重降低幸福指數(shù)。在病理方面，霧霾對人的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、孕婦的生理、生殖系統(tǒng)，都已經(jīng)有了被證實(shí)的惡劣影響。鐘南山院士關(guān)于霧霾的闡述就十分清楚的表達(dá)了霧霾對人體具有顯著和慢性影響的特點(diǎn)。從統(tǒng)計(jì)意義上來說，嚴(yán)重霧霾會增加相當(dāng)大的早死現(xiàn)象。