气候变化对环境空气质量影响的研究进展

作者:未知

  摘要:随着国内工业整体发展速度的提升,使得工业产生的废气废水、热量以及汽车尾气越来越多,环境污染问题逐渐浮出水面。本文首先对国内外气候变化给社会带来的影响进行浅析,进而从室外与室内两个方面展开剖析,以期为环保产业提供有力启示。
  关键词:气候变化;环境污染;空气质量
  中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)04-0-01
  DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.089
  Abstract:With the improvement of the overall development speed of domestic industry,more and more waste gas,waste water,heat and automobile exhaust are produced in the industry,and the problem of environmental pollution gradually emerges.This paper first analyzes the impact of climate change on society at home and abroad,and then analyzes it from the outdoor and indoor aspects,in order to provide a strong inspiration for the environmental protection industry.
  Key words:Climate change;Environmental pollution;Air quality
  1 气候变化与环境空气质量关系的研究现状
  从本质上讲,环境的整体空气质量不仅会受到局部大气污染物的影响,而且也会对区域以及全球气候变化产生一定的依赖性。例如,气候变化会使宏观环境的温度升高、中纬度气旋发生北移、风速降低以及热带气旋的频率降低等现象时有发生,这些现象都意味着区域大气污染的问题在不断加剧。大气污染问题在早期并没有得到学者们的重视,直到近几十年来才逐渐走入学者的视野,目前严重的问题仍然处于初级的探索阶段。例如,区域对流层中的臭氧、颗粒物的污染现象、气候变化对对流层臭氧浓度产生的影响,特别是在颗粒物的影响方面,它所涉及的范围十分广泛且随机性较强。在当前全球气候变化较为剧烈的背景下,环境污染物的排放已经不再与以往同处同一数量级。因此,学者们必须要搞清楚气候变化对环境污染造成的具体影响,是否会影响区域性的环境质量以及会在多大程度上对其产生影响。除此之外,考虑到气候变化会给环境质量甚至是公众健康产生一定影响,使得对环境空气质量状况进行实时评估变得十分重要。
  幸运的是,当前联合国已经与众多国家一道开展对气候变化的研究,并与包括中国在内的多个国家合作开展了气候与健康计划,以期对未来一段时间内的气候变化以及环境污染情况进行有效评估。例如,美国针对纽约开展的气候与健康计划中有很重要的一部分就是研究对流层臭氧对环境产生的潜在影响,而英国在进行气候变化潜在影响研究时也将其列为了重点研究对象。近年来,我国也启动了多项气候变化以及环境保护研究项目,并将气候变化作为其中的重要项目展开研究。
  2 气候变化对室外空气质量产生的影响
  2.1 臭氧与前体物
  通过对现场进行观测并对数据进行模拟发现,臭氧的产生与其前体物有着密不可分的关系,许多城市当前都处于臭氧生成的VOCs控制区或者是过渡区,而多数农村则是处于氮氧化物的控制区。早年有研究表明,气候变化所引起的环境温度升高会在一定程度上增加区域内VOCs的排放量,而气温较高且湿度较大的地区容易出现闪电,这会在一定程度上增加氮氧化物的产生量。因此,气候变化很大概率会增加臭氧前体物的浓度,进而导致臭氧在地面的浓度提升。如果人体接触的臭氧浓度变高,患有慢性呼吸疾病以及心血管疾病的概率就会大大增加,对个体的免疫力是一种破坏。
  国外的Hogrefe等人发表了多篇有关气候变化对臭氧影响的论文,他们以IPCC SRES相关的A2情景以及B2情景为指导,分别对20世纪90年代以及80年代的气象数据进行一定程度的拟合,应用MM5模式模拟美国东部地区的气候,并将其结果输送到CMAQ。他们的研究试验围绕20世纪的40年代开展,且主要集中在夏季。研究结果表明,相较于臭氧的实际监测数据,试验所预测的结果与20世纪90年代的臭氧浓度以及分布情况高度吻合。考虑到气候时时刻刻在发生变化,到21世纪的20、50以及80年代,臭氧的日均浓度将分别增加2.7ppb、4.2ppb以及5.0ppb。值得一提的是,在预测中21世纪50年代气候变化影响臭氧浓度的程度将会逼近全球臭氧背景值升高带来的影响。需要注意的是,环境温度的不断升高会导致环境中的VOCs排放量升高。不难预料,由此引发的臭氧增加量基本上会等同于由气候变化带来的臭氧增加量,气候变化会将臭氧的浓度提升到更高的高度,且未来几十年内臭氧的浓度会持续增加。
  除此之外,国外有学者针对2045~2055以及1995~2005两个时段开展了控制实验模拟,得出大尺度大气变化对美国内部区域产生的空气质量影响。气候变化在不同季节会对当地的地表空气温度、降水频率、大气流通状态以及向下太阳辐射产生不同程度的影响。具体来说,在夏季,上述气候變化因子会对其空气质量产生负面影响。而对于秋季来说,由于太阳辐射的增强会降低当地的降水量,同样会给当地的空气质量带来不利影响。然而,这些学者并没有将大气化学模拟融入其中,仅仅依靠传统的研究结果对气候变化与环境空气质量下定论。未来在全球气候变化方面的研究应该着力于如下几个方面:模拟区域内空气污染现象;模拟空气污染对整体气候变化的敏感性;模拟大气自然源对气候变化的敏感度;气候变化对大气内汞的排放影响。   2.2 大气颗粒物
  相较于臭氧来说,气候变化会对大气颗粒物产生更为严重的影响,且其随机性也更为严重。影响颗粒物浓度的最主要影响因子是混合层厚度以及降水量,这也是随机性最强的影响因子。相关学者的研究表明,未来十年内,由于气候变化所引起环境颗粒物浓度变化会在-1.1~0.9mg/m3之间,气候变暖所引发的自然火灾也将成为空气污染加剧的重要原因。
  Jacobson于十年前对空气污染以及气候开展试验模拟,对工业化前后的二氧化碳水平进行对比与分析。模拟结果表明,二氧化碳浓度的不断提升使得对流层中的细小颗粒物与臭氧浓度也有所增加,当环境温度升高1℃时,与细小颗粒物与臭氧相关的疾病死亡率会比基准水平高1%左右。Jacobson通过估算发现,在升高的死亡率中,大概会有四成是因为臭氧浓度增加,而剩余的是PM2.5等细小颗粒物影响。
  3 气候变化对室内空气质量产生的影响
  由于当前生活在都市内的人们多数时间都会处在室内,所以从某种程度来说,室内空气质量对于健康的重要性要高于室外空气质量,而气候变化同样会对室内的空气质量产生一定程度的影响。Mudarri于2010年开展了对气候变化对市内空气质量影响的研究,总结起来可以有如下几个方面:首先,气候变化会导致室外空气中臭氧浓度的升高,间接会对室内的臭氧浓度产生影响。除此之外,室内的香水以及清洁剂会产生部分化学成分,与地毯以及涂料产生的VOCs产生化学反应产生一些毒害产物。然后是气候变化会提高室内的整体温度,也会对室内VOCs的挥发起到促进作用,这些物质一旦被人体吸入也会产生损害。其次,气候变化带来的湿度增加会在很大程度上导致室内蚊虫以及霉菌滋生,从而使室内空气中存在的过敏原不断增加,使人体更容易罹患呼吸系统疾病以及过敏疾病。再次,气候变化带来洪水等极端天气,极端天气灾后救助时要建造临时住房,而临时住房所含的甲醛以及VOCs会增加人体免疫力降低的概率。最后,全球气候变化引发的热浪等气候事件,会导致室内的空调使用率不断增加,从而带来大量的温室气体排放,最终陷入全球气候变暖的恶性循环中。
  4 结论
  通过分析本文所涉及的国内外研究可以发现,气候变化不仅能够影响大气中臭氧及其前体物的浓度,而且会使大气颗粒物的浓度增加,更有可能给室内的空气质量产生负面影响。因此,国内相关学者需要进一步加大对气候变化以及环境空气质量的研究力度,以期为大众营造一个适宜居住的环境。
  参考文献
  [1]孙家仁,许振成,刘煜.气候变化对环境空气质量影响的研究进展[J].气候与环境研究,2011(06):129-138.
  [2]王国利.室内环境对人体健康的影响[J].内蒙古环境科学,2009(S1):15-16.
  [3]张小会,吕志江,刘鹍鹏,刘梁柯,郦胜.上海城市室内空气质量影响因素分析[J].上海地质,2009(04):23-24.
  [4]杨玉华,应明,陈葆德.近58年来登陆中国热带气旋气候变化特征[J].气象学报,2009(05):11-12.
  [5]杨雪艳,田广元,常义.近40年中国东北地區平均风速的气候变化特征分析[J].吉林气象,2009(02):49-50.
  收稿日期:2020-02-05
  作者简介:曹凤蕾(1974-),女,汉族,大专学历,助理工程师,研究方向为环境监测。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15226256.htm

服务推荐