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    空氣污染,我們認識里的兩個誤區

    今年11月底到12月初,中國北方地區又經歷了一次嚴重的霧霾事件。這次霧霾大爆發的時間長達5天,PM2.5濃度最高時超過了1000微克/立方米,無論是污染時間還是污染的嚴重程度都是近年來較為罕見的,公眾對空氣污染的關注度也毫無懸念地再創新高。從社交媒體上流傳的信息來看,空氣污染的一些主要問題已經被認識得相當清楚了,但是,部分細節問題上仍然存在誤區。

    我前段時間參加了美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)下屬的清潔空氣科研教育中心舉辦的大氣質量管理培訓班,來自UCLA和相關政府機構的老師和官員們和來自中國的學員們分享了洛杉磯半個世紀以來治理空氣污染的經驗教訓,并對空氣污染防治領域的一些常見誤區進行了解釋和澄清。

    誤區一:抗霾主要靠風嗎?
     

    此次霧霾事件中社交媒體的中心思想可以用三個字來概括:等風來。事實證明老百姓的盼望是正確的,12月1日晚一場僅有兩級的西北風就足以讓北京人民看到星星了。于是有人調侃說:抗霾主要靠風。

    這句話對不對呢?如果不考慮實際操作的可行性,僅從客觀效果來看,這個說法無疑是正確的,而且全世界都是如此。UCLA凈化空氣研究中心主任蘇珊娜·鮑爾森(Suzanne Paulson)教授告訴我們,環保界對于大氣污染有句名言,叫作:The Solution to Pollution is Dilution.翻譯成中文大意就是:解決大氣污染的最佳辦法就是稀釋。這個翻譯雖然沒有了英語特有的趣味,但表達的意思差不多,抗霾確實主要靠風。


     

    仔細想想,這句話絕對是有道理的。大氣污染和其他類型的污染不一樣,無論管理措施如何嚴厲也不可能完全杜絕污染物的產生。如果沒有稀釋,也就是擴散的話,總有一天會積少成多,變成霧霾。換句話說,一個城市的大氣污染程度等于污染物的產生速度減去擴散速度,這是個動態的過程,后者往往更加重要。

    鮑爾森教授進一步解釋了大氣污染物的三種擴散方式:第一種是橫向擴散,也就是風;第二種是縱向擴散,也就是污染物飄向高層大氣;第三種是降雨,雨水可以把空氣中的污染物帶向地面。第一種和第三種比較容易理解,第二種方式則經常被人忽略,需要詳細說明一下。

    正常情況下,大氣溫度由下至上不斷降低,平均每升高1000米下降6.5℃。如果一個地方上空的大氣層處于這種狀態,那么污染物沒有任何理由留在地表,而是會隨著時間的推移而不斷地向上方擴散,這就是為什么即使在無風的天氣里PM2.5也可以很低,不是因為那天大家突然都不開車了,而是因為那天的縱向擴散比較正常,人類活動產生的污染物都擴散到高空去了。

    問題在于,大氣層的溫度分布經常會因為各種原因而出現相反的情況,科學界稱其為逆溫現象,溫度梯度出現異常的區域被稱為逆溫層。舉例來說,洛杉磯地區一邊是海,一邊是山,早晨寒冷的海風吹向陸地,把山上被陽光烤熱的空氣置換出來,覆蓋在城市上空,這就形成了逆溫層,所以洛杉磯地區早上經常會有霧霾。


     

    中國華北地區出現的霧霾與逆溫層同樣有著緊密的聯系。此次霧霾事件結束后,中國環保部在其官方網站發表了一篇文章,援引中國環境科學研究院柴發合副院長的話稱,今年11月以來華北地區經歷了好幾次強降雪天氣,冰雪消融導致地面濕度接近飽和,溫度降低,而中層大氣卻出現了顯著的回暖現象,于是整個華北地區上空出現了長時間大面積的逆溫層,再加上這段時間幾乎沒有刮過風,高濕度又使得空氣污染物很容易附著在水滴上形成顆粒物,這幾大因素加在一起,使得華北地區產生的污染物不斷聚集,終于制造了這次嚴重的霧霾事件。12月1日晚北風一來,霧霾警報立即被解除,北京的空氣質量轉眼間就變得比三亞還好,而那天無論是煤電廠發電還是人們的開車行為都沒有發生任何改變。

    還有一個數據很能說明問題。由北京大學陳松蹊教授帶領的一個研究團隊花了5年時間研究北京地區的大氣污染情況,得出結論說冬季取暖會使PM2.5的濃度增加50%以上。但他們同時也承認,北京PM2.5的波動數據有近80%是由氣象因素的變化所導致的,必須把這一變化因素除掉才能正確地評估冬季供暖對北京大氣污染的影響。

    這個案例也提醒我們,有關部門在評價空氣污染治理效果時同樣不能簡單地對比PM2.5濃度數據,而是必須把天氣因素的影響排除出去才能得出正確的結論。


     

    也許有人會說,雖然天氣因素很重要,但我們控制不了天氣,所以這個理由說了也白說。事實并非如此。鮑爾森教授告訴我們,已經有一些證據表明人類活動導致的全球氣候變化會增加逆溫層出現的頻率。也有一些證據表明氣候變暖導致氣溫帶北移,使得中國北方地區冬天氣溫升高濕度增加,北風強度下降,污染物擴散條件變得越來越差。

    2014年發表在《自然/氣候變化分冊》(NatureClimate Change)上的一篇論文顯示,由于氣候變化導致的風速降低和逆溫層增多,到本世紀末時全世界將有一半人口生活在空氣相對靜止的城市中。根據上文的描述,讀者應該不難猜出一座城市上空的空氣相對靜止意味著什么。

    這篇論文的作者、美國斯坦福大學的丹尼爾·霍頓(Daniel Horton)教授在評價自己的研究成果時說:“研究大氣污染的科學家們把注意力全都放到了污染物本身上面,很少有人去關心氣象條件的改變,而后者早已被證明能夠直接導致霧霾天氣的出現。”

    結論:人類活動導致的氣候變化,很有可能是近幾年中國出現大面積霧霾的一個重要原因。

    誤區二,空氣污染最主要的危害是什么?
     

    空氣污染肯定有害,問題是它的害處到底在哪里,程度有多大?

    醫學界著名的《柳葉刀》(Lancet)雜志今年夏天發表了一篇重要論文,把導致人類死亡的原因按照其致死人數的高低列了個表,排名第一位的是高血壓,接下來依次是吸煙(包括二手煙)、肥胖、糖尿病、高鹽飲食、飲食中缺乏水果,然后才是環境空氣污染和室內空氣污染,分別排名第七和第八位。中國的數據略有差異,環境和室內空氣污染分別排在了第八和第九位,因為過量飲酒導致的死亡人數比空氣污染還要高,排在了第七位。

    問題在于,表中列出的致死因子大都是個人很容易控制的,或者能夠通過個體努力而改變的,唯獨室外空氣污染不行,這就是為什么在那么多環境污染因素當中空氣污染受到的關注最多的原因。另一個原因就是空氣污染的視覺效果太震撼了,讓人很難忽略。尤其是直徑很小的PM2.5顆粒物具有很強的光散射效應,會導致空氣能見度急劇下降,不但會讓人心情低落,還是個嚴重的交通隱患,甚至能造成航班大面積延誤。這些都是空氣污染的潛在危害,絕對不能忽視。


     

    話雖如此,空氣污染最大的危害肯定在健康方面,這是毋庸置疑的。很多有毒化學物質能夠以氣體的方式進入人體,比如香煙中就含有上百種致癌物質,是導致肺癌最主要的原因,這就是為什么香煙要單獨算一項,排在十大致死原因的第二位。肺癌是一種非常難以治愈的癌癥,致死率在很多國家都是排在第一位的。但主要西方國家癌癥發病率最高的并不是肺癌,而是乳腺癌和前列腺癌,中國的肺癌則是發病率、致死率均排在首位,所以說肺癌是殺死中國人最多的癌癥。兩者之間的差別不光是人家的空氣質量好,更重要的原因是中國的煙民數量眾多,煙草才是中國人最大的殺手,那些平時有吸煙習慣的人在抱怨空氣污染之前不妨先考慮戒煙,否則空氣治理得再干凈也沒用。

    空氣中還有一個很重要的有毒氣體就是臭氧,它不但會刺激呼吸道、引發支氣管炎等各種呼吸道疾病,還能造成神經中毒,甚至可能致癌。國內曾經一度有傳聞說臭氧對人體有益,市面上甚至出現過家用臭氧發生器,據說可以讓臥室“聞起來像是海邊的味道”,中國的管理部門居然允許這樣的產品上市,簡直匪夷所思。

    雖然有毒氣體還有很多,但真正引起大家關注的卻不是氣體分子,而是空氣中漂浮著的微小顆粒物,也就是大家耳熟能詳的PM10和PM2.5。尤其是后者,幾乎成了空氣污染的代名詞。提到PM2.5 的危害,不少人的第一反應是肺癌,畢竟這玩意兒是通過肺進入人體的。但是UCLA醫學院環境健康學教授海蘇斯·阿拉霍(Jesus Araujo)告訴我們,PM2.5最大的危害并不是肺癌,也不是哮喘等和肺有關的疾病,而是心腦血管疾病,原因在于PM2.5顆粒直徑太小,可以穿過肺泡進入血管,刺激血管壁發生炎癥反應,導致動脈粥樣硬化,誘發心臟病和中風?!读~刀》的那篇論文中也提到,室外空氣污染致死病例當中有80%是死于心腦血管疾病,包括缺血性心臟病和腦卒中,剩下的20%當中呼吸系統疾病和肺癌大約各占一半。

    2015年12月2日出版的環保期刊《環境與健康展望》(EnvironmentalHealth Perspectives)上刊登的一篇論文指出,同樣是PM2.5,來自煤炭燃燒的顆粒物比來自汽油、天然氣和生物質燃料的顆粒物對心血管系統的危害程度高5倍,原因在于煤炭燃燒顆粒物中還含有砷、硒和汞等有毒物質,對血液循環系統的毒性更大。

    除了心血管和肺部疾病之外,大氣污染還有可能導致新生兒體重過輕、神經系統發育不全、智力低下、早產、自閉癥,以及哮喘等各種新生兒缺陷。UCLA流行病學教授比亞特·利茲(BeateRitz)正在進行這方面的研究,已經得到了很多數據支持這個結論。她采用的是流行病學調查的常用方法,即選取若干個在其他方面相差不大的地區作為研究對象,分析一段時期內新生兒的健康狀況,然后和相應地區的大氣污染程度進行對比,看看雙方有沒有關聯。

     

    (節選自《空氣污染,我們認識里的誤區》,全文見本周新刊《600年的紳士養成體系:去英國讀中學》。部分圖片來自網絡。)


     


     


     


     

     

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