发布时间:2014-02-19 11:00 原文链接:

  在春节数城被“霾”的背景下,燃放烟花鞭炮的民俗与环保观念激烈p k。烟花易冷,它制造的尘埃是否就此轻易落定?

  “庆祝新年点燃绚丽烟花时,你是否曾想到你的享受会引起下风向50公里外的小孩咳嗽”,一个国际科研团队得出结论,闹市区燃放的烟花爆竹,释放的有毒有害物质经过远距离输送,可以造成50公里外的区域性雾霾,其中含有金属的细颗粒物成为人体健康的“克星”。

  跟踪污染颗粒物

  “爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,五颜六色的烟花和震耳欲聋的鞭炮向来是人们庆贺新年的必备品。但近年来,随着城市雾霾对人们生活的影响逐渐突出,看着空气污染物浓度在欢庆之余频频“爆表”,保持民俗与“禁放限放”的呼声不时对撞,燃放烟花爆竹也开始登上少数污染重灾区的“两会”,成为探讨话题。

  市民燃放爆竹烟花,对空气质量影响有多大?很多科学家一直试图通过实验来寻求答案,山东大学环境研究院的李卫军博士等人和伯明翰大学的时宗波博士合作,加入追踪烟花爆竹污染的行列。

  与其他研究多就近选择城市燃放区域不同,李卫军将采样地点选在靠近渤海的黄河三角洲地区,人烟稀少,在选择的大气污染背景点西南50公里处才是山东东营市,西北方向更远处是京津冀区域。

  除夕之夜,鞭炮齐鸣,烟花频闪,个人点燃的动作汇集成为大范围的集中“面燃”,伴着人们欢呼炸响的烟花爆竹,在研究者眼中,它们的主要成分是黑火药,含有硫磺、木炭、硝酸钾、甚至含有氯酸钾和高氯酸钾,镁、铝、锑等金属粉末和无机盐使烟花产生了绚丽的色彩和闪光效果,铝镁合金燃烧,人们看到了耀眼的白色光,硝酸锶和锂燃烧时,红色光闪亮,硝酸钠燃烧时,流散出黄色光,硝酸钡燃烧,绿色光划过……

  当烟花爆竹点燃后,木炭粉、硫磺粉、金属粉末等在氧化剂的作用下迅速燃烧,随后光彩消失,只余纸屑和刺鼻气味。人们意犹未尽地离开,而在科学观察中,鞭炮产生大量硫化物和氮氧化物,以及大量金属,如镁、锶等,经高温、喷烧等过程产生大量有毒有害的物质,以细颗粒的方式滞留在空气当中,也就是人们日益关注的pm 2.5,能够被人体吸入的细颗粒物。

  大约在“面燃”的4小时至8小时后,李卫军在黄河三角洲的采样点,捕捉到了含有大量金属物质的细颗粒样品。实验观测结果让人惊讶,在大气背景点春节期间的日均pm 2.5浓度达到183微克每立方米,是春节前日均数据的6倍。“实验证实,这是一次经长距离输送污染物引起的区域性雾霾事件”,李卫军介绍,为了确定这些污染物确实来自远处的城市集中燃放的烟花爆竹,他们做了另外一个实验室模拟实验。

  “我们在实验室制作了一个放鞭炮的实验装置,燃放后抽出烟雾,与采样点的细颗粒物进行化学成分对比,虽不完全一致,但金属细颗粒物成分几乎一样”,李卫军认为,之前研究关注的水溶性颗粒物角度不好跟踪来源,但从非常微观的单颗粒物手段获取金属元素成分特征能够追踪颗粒物的来源,因此可以确定背景点的雾霾污染物来源就是烟花鞭炮的大面积集中燃放,背景点出现的两次pm 2 .5峰值与燃放高峰时间相对比较吻合。

  随后,查阅了政府环保部门网站上公布的数据,李卫军发现,在下风向的东营、青岛、济南、淄博等地,也都出现了与春节期间燃放烟花爆竹相一致的空气污染峰值变化,pm 2.5的质量浓度都显示出最高。

  果壳网今年初的报道显示,此前我国科学家还不知道烟花爆炸时释放的颗粒物和烟尘等污染物可能会扩散到多远,但李卫军等人2013年1月发表在荷兰环境杂志《science ofthe t otalenvironm ent》(《整体环境科学》)上的研究首次证实,大规模燃放烟花会导致区域性雾霾。

  当烟花撞上静稳天气

  人们宁愿看着烟花爆竹污染物像“漂流瓶”一样去长途迁徙,也不希望这些细颗粒物滞留在燃放的城市里,飘荡在小区楼群之中,最后钻进燃放者和周围人群的肺部。

  但不幸的是,一旦燃放高峰期碰撞上不利的气象条件,燃放时释放出的大量烟尘和二氧化硫等有毒有害气体,造成局部甚至区域性空气严重污染在所难免。

  今年京津冀环境气象预报预警中心利用2006年至2013年北京大气成分浓度观测资料,分析得出结论:春节期间北京城区燃放烟花爆竹对pm 2 .5浓度影响显著。

  今年2月中国气象局新闻发布会公布,北京市从2005年12月1日开始,将五环路以内区域由烟花爆竹禁止燃放区改为限制燃放区。北京城区“禁改限”后8年,除夕、初五、十五3天,pm 2.5日均浓度平均达114微克每立方米,比禁止燃放的2005年同期日平均浓度高出30微克每立方米。

  京津冀环境气象预报预警中心统计,在除夕傍晚至初一凌晨、正月十五傍晚至十六凌晨以及初五傍晚至初六凌晨烟花爆竹集中燃放时段,北京城区pm 2.5小时浓度会急剧增长并出现峰值。

  让人不得不提及的是,就在2012年除夕,北京城区零时至1时pm 2 .5小时浓度曾高达1486微克每立方米,1小时内增加1100微克每立方米,造成短时间内严重空气污染。

  “燃放烟花爆竹对pm 2.5浓度的影响与气象条件密切相关”,中国气象局研究人员介绍,燃放集中时段pm 2.5浓度峰值及持续时间与风速呈明显的负相关。风速越大,燃放烟花爆竹对pm 2 .5浓度的影响越小,风速越小越明显。

  中国气象局统计显示,2006年后的8年间,北京共有9个集中燃放日的环境气象条件为静稳状态,pm 2.5的峰值浓度高达600至1000微克每立方米,去年正月十四到十九出现连续6天雾霾天气也是这一原因造成的。

  今年正月十五的集中燃放一过,中国气象局就公布,受静稳天气和燃放烟花爆竹的影响,京津冀等地出现严重霾。华北、黄淮等多座城市深陷“霾伏”。

  “复杂多变的气象条件对污染物浓度的变化有重要作用”,中国气象局北京城市气象研究所张小玲等曾撰文介绍,小风、逆稳不利于污染物的扩散,使污染物浓度不断积累,形成区域性污染过程,而冷空气活动及降水对污染物的扩散和清除有明显的作用。

  健康损失

  “烟花爆竹只是短时间造成污染物浓度上升,很快会沉积到地面,对人的影响有多大呢?”烟花爆竹对人难以确定衡量伤害的尺度,使很多人难以舍弃这一节日助兴方式。

  据媒体统计,已开展空气质量新标准监测的161个城市中,今年除夕夜就有68个城市发生重度及以上污染。雾霾来袭不仅影响范围广,而且时间长。

  “春节污染”几乎成为一种特定的污染模式,成为很多研究者的课题。北京工业大学环境与能源工程学院程水源教授等对烟花爆竹燃放期间大气颗粒物的化学成分分析后认为,燃放烟花爆竹会造成空气中与烟花爆竹特征成分对应的物质浓度显著升高,例如硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、钾盐、铅盐等,上述重金属和酸性物质具有强刺激、致畸、致癌等作用,并能够通过呼吸作用进入人体的肺泡和血液,对民众健康造成严重影响。

  而《环境科学》最近也发布了一份关于雾霾重污染期间,北京居民对高浓度pm 2 .5持续暴露的健康风险及其损害价值评估。

  北京师范大学环境学院谢元博教授等人选取2013年1月北京市区连续6天高浓度pm 2 .5暴露的急性健康损害风险,采用环境价值评估方法估算,发现短期高浓度pm 2 .5污染对人群健康风险较高,约造成早逝201例,呼吸系统疾病住院1056例,心血管疾病住院545例,儿科门诊7094例,内科门诊16881例,急性支气管炎10132例,哮喘7643例,相关健康经济损失高达4.89亿元,其中早逝与急性支气管炎、哮喘三者占总损失的90%。

  这次评估的重点是雾霾重污染期间典型污染物pm 2 .5对人群健康的影响与经济损失,不包括如二氧化硫和氮氧化物等对人群健康的影响,“鉴于各种大气污染物可能对人体健康损害产生协同作用,因此,此次的评估结果有可能低估研究时段pm 2 .5污染导致的急性健康危害”,谢元博教授的研究显示了“十分严重”的分析结果,与2009年pm 2.5年均低浓度连续6日暴露评估结果比较,这次数值约翻了60倍。

  不可忽视的共识是,烟花爆竹爆炸所释放的金属和重金属细颗粒物等有毒有害物质,达到一定浓度后对人的呼吸系统损害更大。

  “大家看到雾霾都在抱怨,可能燃放者没有意识到,自己已经成为污染源的一个产生者”,李卫军的马年春节过得十分遗憾,“今年本想和伯明翰大学合作,进一步采集烟花鞭炮的金属细颗粒物样品进行研究,探求它对人体危害,但可惜采样时设备发生意外,明年或以后我们还会继续这项研究。”

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