标题 | 我国浮尘现状研究综述 |
范文 | 梁裕敏 [摘要]近年来,我国浮尘南侵现象日益严重,解决浮尘频发的问题已然成为环境保护的重心。通过阅览文献,了解到我国浮尘频发的起尘地多在西北干旱、半干旱区域,且浮尘的影响范围极广,并不局限于起尘区,而是能通过浮尘的迁移,最南可以影响到我国广东沿海地带,最东甚至可以影响到北美洲的西海岸。此外,浮尘也会对当地环境产生影响,能够影响光照时间、破坏植物的光合作用,对人体呼吸道等也有不良影响。 [关键词]浮尘;南侵;现状 [中图分类号]X32 [文献标识码]A 1 浮尘定义 浮尘(airborne dust,aeolian dust)是指在风力和地表热力的作用下,裸露在地表的土壤均匀地悬浮在空中的天气现象;浮尘发生时,空中的水平能见度在1~10km范围 ,一般情况下,处于无风或风速≤3m/s或5.5m/s状态。浮尘往往由扬沙(dust emission)或沙尘暴(sand and dust storm)引起。沙尘暴是指空气浑浊,伴随着风速≥17.2m/s的大风,能见度小于1km的天气现象。扬沙的能见度处于沙尘暴和浮尘之间,在1-10km的范围内,伴随着风速≥5.5m/s的小风。 经国外学者研究,统一认为直径一样的大气颗粒物,它们的性质也相同;并将大气颗粒物的分类标准定位直径。悬浮颗粒物(SPM)指的就是微粒长时间停留在空气中并不降落。总悬浮颗粒物(TSP)就是指长时间停留在空气中而不降落的颗粒物的总量,它们的形态可以是固体,也可以是液体,通常情况下直径小于100μm。对于总悬浮颗粒物而言,它们的直径有一个重要的分界点,即10μm。降尘就是指直径大于10μm的空气颗粒物,因其重量较大难以长时间的悬浮在空中,进而在自身重力的作用下自然沉降到地面。飘尘则是指具有同样粒径(10μm)的球体,但是重量较轻因而可以长期漂浮在大气中的颗粒物。经研究发现,当颗粒物的直径小于10μm时,它可以轻松躲开人体保护组织的拦截,顺利通过气流进入人体的呼吸系统,这种情况极易使人产生肺部感染等疾病,严重危害人们的呼吸道,就曾有因颗粒物感染而导致大片人群感染的事件。学者们将这些可以躲开人体过滤系统的空中悬浮物称之为 “可吸入颗粒物”(IP),用PM10表示。更有甚者,比PM10直径更小的PM2.5,它的直径小于2.5μm,它可触及的身体系统已经深入到人体的肺部组织和血液组织,对人体体质损坏更大。为此,美国环境署(US-EPA)、英国环境局(UK-EU)及世界卫生组织(WHO)为保护人们生产生活环境以及防止环境进一步恶化,为PM10和PM2.5制定了严格的控制标准。1996年,在参考了英国、美国、世界卫生组织的标准后,我国也颁布了符合空气中PM10和PM2.5国情的标准,即《环境空气质量标准》(GB3095 - 1996),明确规定了我国空气中PM10的容许标准,并要求空气质量日报在对PM10进行测算时采取统一指标。根据上面所表明,浮尘就是指在空气中颗粒物直径小于10μm,并且能够在空中长期漂浮的悬浮微粒。 2 浮尘源区 我国浮尘的高发地带主要是西北部干旱、半干旱区域,起尘區也集中在西北干燥沙漠地带。从时间规律来看,我国浮尘在华北地区一带多发生于春季,一般集中在三月、四月、五月这三个月份;西北沙漠区的沙尘天气则多分布于春夏季节,其中3~6月份为发生的高峰期,新疆塔里木盆地周围高峰期时间更长,集中在3~8月份。 但是,我国空中的浮尘并非全部源于我国西北部干旱地区。中东和外蒙古作为全球的重要起尘区,与中国相邻,它们本地的起尘,在西风漂流等方面的影响下也会进入我国境内,使我国受到浮尘的影响。 3 浮尘的作用 浮尘是常见的灾害性天气。它能带来有害物质进而污染大气、破坏水源,大量浮尘在空中漂浮使得能见度降低,缩短光照时间,恶化光照质量,浮尘降落到土壤上改变土壤性质,浮尘落在叶片上,使得叶片蒙上一层尘埃进而抑制植物的呼吸作用和光合作用,影响植物的生长和品质,更有甚者侵入人体呼吸道,直接危害人类的身体健康。 近年来,人们发现浮尘是大尺度气候变化连锁反应中的一个环节。它参与了冰川融化、土壤酸碱化,生物交流,太阳能辐射平衡、生态平衡的调节。 4 浮尘侵扰界限研究结果 浮尘向何处运动,是否有规律可循?理论上讲,浮尘随气流而运动,受气压和气温变化的影响,因此,西风环流、冷暖气团前进的方向,常常是浮尘的迁移方向。 来自西北、内蒙的浮尘,在西风环流的控制下,周期性地沿经度方向向东略过我国北方广大地区,波及到朝鲜半岛和日本,甚至远达北美洲的西海岸,对当地的生态环境产生影响。 我国内陆大气纬向运动的速度和方向,受蒙古高压、太平洋暖高压、阿留申低压和印度洋低压四个气压系统的控制。每当冷空气南侵时,夹带着浮尘南下,影响南方地区。近年来,南方各省环境问题日益严重,人们开始关注南侵浮尘对环境的影响。实际上,浮尘南侵在人类有文字记载以前就开始了。根据对第四纪沉积物的研究,晚更新世晚期浮尘曾广泛南侵,沉积了下蜀黄土、成都粘土。这些风成物主要集中在北纬29~31度之间,最南可达湖南沅江市的华田乡,再向南至北纬28度是风积和冲积的混合物。说明古浮尘至少可沉积到湖南的韶山、浏阳大瑶一线。当时浮尘频繁侵入的地区,属于干冷的气候环境,距今超过11000年。 湖南无论过去和现在都是北方浮尘的侵扰区。沅江和安乡出露有大片下蜀黄土,说明晚更新世以来,湖南北部是北方浮尘沉积的主要地区。近代以来,湖南仍然是北方浮尘南侵的区域之一,南下广州、南海的浮尘需要过境湖南,同时,衡山(1269m)也曾观测到来自北方的浮尘。不仅如此,湖南南部是东西走向的南岭,同时具有向北开口的簸箕型地形,有利于阻挡北方南下的冷气团,易于延长浮尘的滞留时间。例如:2009年4月23日~4月28日、2012年3月19日~3月25日,浮尘南侵至湖南并在长沙停滞后,进而继续南下直接侵袭广州、香港等珠江三角洲地区。 全新世以来,气候发生了变化。现代浮尘南侵的区域及对大气环境的影响,成为人们关注的重点。长江沿线的成都 (104.07?E,30.67?N)、重庆 (106.45?E,29.57?N),武汉 (114.32?E,30.52?N)、南京 (118.78?E,32.05N)、上海 (121.43E,34.50N)及东海的花鸟岛(30.86?N, 122.67?E)频繁、周期性遭受现代北方浮尘的侵扰。其中,武汉从2010年至2012年被入侵13次(冬季6次,春季5次),最长的一次(2011年4月)持续9天。 更强的浮尘,可以南侵至广州(113.23?E,23.17?N)、香港(114.10?E,22.20?N)、臺湾(东沙),甚至到达中国的南海,在西沙群岛的东岛(16?39-41',东经112?43-45')就发现有1400年以来的浮尘沉积物,例如:在2010年3月20日~3月22日、2014年5月25日~5月30日我国南部就受到了来自北方强烈浮尘的影响,浮尘到达上海后,继续南下侵扰安徽南部、浙江、福建、江西北部,甚至影响至台湾省以及北部海面。 [参考文献] [1] Wang Jinyu,Li Sheng,Wang Shigong, et al.Effects of long-term dust exposure on human respiratory system health in Minqin County,China[J].Archives of environmental & occupational health,2015,70(4):225-231. [2] Xie Yuanyun,Meng Jie,Guo Linfeng. REE geochemistry of modern eolian dust deposits in Harbin city, Heilongjiang province,China: Implications for provenance[J].Catena,2014 (123):70-78. [3] Kim Hak-Sung,Chung Yong-Seung,Choi Hyun-Jung.On air pollutant variations in the cases of long-range transport of dust particles observed in central Korea in the leeside of China in 2010[J].Air quality atmosphere and health,2014,7(3):309-323. [4] Wang Lin,Du Huanhuan, Chen Jianmin,et al. Consecutive transport of anthropogenic air masses and dust storm plume: Two case events at Shanghai,China[J].Atmospheric research,2013(127):22-33. [5] Han Yong,Wu Yonghua, Wang Tijian, et al.Characterizing a persistent Asian dust transport event: Optical properties and impact on air quality through the ground-based and satellite measurements over Nanjing,China[J].Atmospheric environment,2015(115):304-316. [6] Guo Lin,Chen Ying, Wang Fujiang,et al. Effects of Asian dust on the atmospheric input of trace elements to the East China Sea[J].Marine chemistry,2014(163):19-27. |
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