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中圖分類號(hào):TU132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)02-0319-01
引言
霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài),霧霾是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,尤其是PM2.5(空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”。隨著空氣質(zhì)量的惡化,陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多,危害加重。中國不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)。統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。
一、F霾天氣形成的原因
1.氣壓較低
大氣空氣氣壓低,空氣流通速度緩慢,使得空氣中的微小顆粒大量聚集,進(jìn)而漂浮在空氣中,難以散開!
2.汽車尾氣排放
近年來,我國私家車數(shù)量明顯攀升,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),僅河南省便擁有近200萬臺(tái)。海量的私家車在造成交通擁堵的同時(shí),還排放大量的汽車尾氣。其中,二氧化硫等硫氧化物被大量排放,進(jìn)而形成霧霾。
3.建筑粉塵
眾所周知,房地產(chǎn)帶動(dòng)建筑業(yè)發(fā)展,但建筑垃圾及粉塵在暴露環(huán)境下極易成為形成霧霾的元兇。再加上車流及人流的攪動(dòng),建筑粉塵飄人空中,形成霧霾。
4.冬季取暖及工廠排放
進(jìn)入冬季,熱力公司要保障市民的取暖。但是,現(xiàn)在的制熱大多還是以煤炭燃燒產(chǎn)生熱量為主。不完全燃燒的粉塵以及排放的硫化氣體,也是霧霾天氣形成的原因。
5.垂直方向逆溫現(xiàn)象的出現(xiàn)
污染物在正常氣候條件下,從氣溫高的低空向氣溫低的高空處擴(kuò)散,逐漸循環(huán)排放到大氣中,逆溫現(xiàn)象下,低空的氣溫反而更低,導(dǎo)致污染物的停留而不能及時(shí)排放。
6.氣候因素
6.1 冷空氣活動(dòng)偏弱。冷空氣會(huì)帶來風(fēng)、降水和降雪,它們對(duì)空氣有凈化作用。近年來,影響我國的冷空氣活動(dòng)偏弱,風(fēng)速減小,高空中的雨水元素到達(dá)地面前就已消耗,導(dǎo)致污染物無法沉降。
6.2 大氣逆溫層。逆溫導(dǎo)致較暖較輕的空氣上升到較冷較重的空氣上面,嚴(yán)重阻礙了空氣對(duì)流,各種有害氣體只能在近地面的大氣層飄浮著,這樣就促進(jìn)了霧霾的形成。
6.3 靜穩(wěn)型重污染天氣。依據(jù)污染的不同成因和特征,重污染天氣有兩種類型:靜穩(wěn)型和沙塵型。如果污染物由于持續(xù)不利于擴(kuò)散的氣象條件而大范圍積累,導(dǎo)致可吸入顆粒物達(dá)到重污染水平,這樣就會(huì)形成靜穩(wěn)型重污染天氣。這種天氣的大氣層結(jié)有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,有利于生成更多的霧滴,形成惡性循環(huán),使霧霾污染維持連續(xù)數(shù)天并不斷加劇。
二、霧霾天氣的影響
1.對(duì)人體健康的影響
霧霾的組成成分非常復(fù)雜,包括數(shù)百種大氣顆粒物,其中對(duì)身體健康危害較大的是PM2.5。由于體積小,重量輕,PM2.5在空氣中停留時(shí)間長,容易被吸入人體進(jìn)入肺部,引發(fā)各種疾病。PM2.5比表面積大,物理化學(xué)活性高,加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。另外,PM2.5可以吸附空氣中的有害氣體及其他污染物而成為他們的載體,如可以承載致癌物質(zhì)苯并芘及細(xì)菌等。因此PM2.5對(duì)身體健康危害特別嚴(yán)重。霧霾天氣還容易讓人心情低落,產(chǎn)生消極情緒,影響心理健康。
2.對(duì)交通的影響
霧霾天氣使能見度降低,容易造成交通堵塞,引發(fā)交通事故,嚴(yán)重影響交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.對(duì)氣候的影響
霧霾天氣嚴(yán)重影響著區(qū)域大氣氣候,甚至造成極端氣候條件的發(fā)生,引發(fā)氣象季節(jié)性災(zāi)害,使得整個(gè)地區(qū)的區(qū)域氣候惡化,自然災(zāi)害叢生,甚至改變了地區(qū)的季節(jié)性氣候規(guī)律[4]。
三、減少霧霾改善大氣環(huán)境的措施
1.實(shí)施人工影響天氣改善空氣質(zhì)量
在重污染天氣條件下采取可行的氣象干預(yù)措施,組織開展人工影響天氣消減霧霾試驗(yàn),改善空氣質(zhì)量。組織制定人工影響天氣改善空氣質(zhì)量工作方案,研發(fā)、探索新的技術(shù)方法和手段,抓住有利時(shí)機(jī)適時(shí)開展人工消減霧霾試驗(yàn)演練。形成可有效降低污染改善空氣質(zhì)量的技術(shù)方法,初步形成人工影響天氣改善空氣質(zhì)量業(yè)務(wù)能力,開展人工消減霧霾效果檢驗(yàn)和方法評(píng)估.
2.完善空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)
利用空氣質(zhì)量模型Chem模擬計(jì)算未來三天黑龍江省及其周邊區(qū)域氣態(tài)和顆粒態(tài)污染物的傳輸擴(kuò)散、化學(xué)轉(zhuǎn)化、干濕沉降等在大氣環(huán)境中的一系列物理和化學(xué)過程,預(yù)報(bào)項(xiàng)目包括模擬范圍內(nèi)每小時(shí)二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)、細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)等各項(xiàng)污染物的濃度分布。根據(jù)二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物1小時(shí)平均濃度等項(xiàng)目的預(yù)報(bào)結(jié)果判斷未來三天的首要污染物和相應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù),并計(jì)算空氣質(zhì)量等級(jí)。
3.提高霧霾天氣預(yù)報(bào)預(yù)警水平
按照《環(huán)境保護(hù)部辦公廳關(guān)于扎實(shí)做好今冬明春大氣污染防治工作的通知》(環(huán)辦大氣〔2016〕101號(hào))中“做好24小時(shí)、48小時(shí)預(yù)報(bào)和未來3天或一周空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)等級(jí)統(tǒng)一按照上限執(zhí)行。”的要求,省氣象臺(tái)建立完善重污染天氣防治氣象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)流程,建立團(tuán)隊(duì)、配齊人員,制定相關(guān)業(yè)務(wù)、管理規(guī)定,提高精細(xì)化預(yù)報(bào)水平及霧、霾預(yù)報(bào)時(shí)效。綜合分析本地氣象和污染條件,進(jìn)一步完善霧、霾等級(jí)落區(qū)預(yù)報(bào)制作流程,及時(shí)面向政府決策和公眾制作霧、霾預(yù)報(bào)預(yù)警產(chǎn)品。在霧、霾有可能產(chǎn)生重污染天氣時(shí),盡量做到提前24小時(shí),至少做到不低于12小時(shí)提前預(yù)報(bào),并積極與環(huán)保部門溝通,適時(shí)啟動(dòng)重污染天氣預(yù)警及應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。
進(jìn)一步完善秸稈燃燒指數(shù)預(yù)報(bào),盡快組織環(huán)保、農(nóng)委等部門專家進(jìn)行論證,修訂完善秸稈燃燒指數(shù)預(yù)報(bào),進(jìn)一步提高秸稈燃燒指數(shù)預(yù)報(bào)科學(xué)性、合理性、實(shí)用性。
4.充分利用移動(dòng)媒體公開信息
建議進(jìn)一步拓寬霧霾、重污染天氣公眾預(yù)報(bào)的途徑。在廣播、網(wǎng)站、電子顯示屏等現(xiàn)有媒體重污染天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,在電視等媒體上增加預(yù)報(bào)欄目,關(guān)鍵期由環(huán)保、氣象部門每天聯(lián)合重污染天氣預(yù)報(bào)。同時(shí)利用微博、微信等新媒體,廣泛重污染天氣預(yù)報(bào),擴(kuò)大重污染天氣預(yù)報(bào)覆蓋面,只有信息公開才是一切公眾參與的基礎(chǔ),只有信息公開我們才能準(zhǔn)確意識(shí)到風(fēng)險(xiǎn)的存在。
結(jié)語
大氣中細(xì)微顆粒物濃度上升和高濕度、無風(fēng)或微風(fēng)氣象條件是形成霧霾天氣的兩個(gè)主要原因。霧霾天氣對(duì)人體健康、交通、氣候有很大影響,我們必須從完善法律、控制汽車尾氣排放、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、建立PM2.5監(jiān)測(cè)體系、控制揚(yáng)塵污染等方面入手防治霧霾天氣的出現(xiàn),減輕霧霾天氣產(chǎn)生的不良影響。治理霧霾不是一朝一夕之事,必須依靠法律制度支持,只有建立立法、司法、執(zhí)法、公眾參與“四位一體”的大氣污染治理法律體系,才能夠真正取得治理污染的實(shí)際效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 郭方興.我國治理霧霾的法律對(duì)策研究[D].四川省社會(huì)科學(xué)院,2014.
【關(guān)鍵詞】
霧霾;特點(diǎn);法律責(zé)任
由于長時(shí)間、大范圍的霧霾的發(fā)生,環(huán)境霧霾問題已成為一大主要問題被人們所關(guān)注,由于霧霾,美國《紐約時(shí)報(bào)》甚至將北京城形容為“機(jī)場(chǎng)里的吸煙區(qū)”。霧霾問題的解決已經(jīng)刻不容緩。以下根據(jù)霧霾問題的特點(diǎn),嘗試探討霧霾的環(huán)境法律責(zé)任中民事、行政、刑事方面法律責(zé)任的完善方法。
一、霧霾問題的特點(diǎn)
霧霾是一種大量極細(xì)微的干塵粒子均勻的浮游在空中,使空氣渾濁,視野模糊并導(dǎo)致能見度惡化的環(huán)境污染現(xiàn)象。霧霾的天氣與發(fā)展方式粗放、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)不盡合理造成有著密切的關(guān)系。2013年9月10日國務(wù)院已經(jīng)了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》采取嚴(yán)厲的措施治理大氣污染,但截至2014年初,霧霾問題依然嚴(yán)重。
霧霾問題法律治理方面的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:第一,綜合性強(qiáng)。由于霧霾產(chǎn)生的原因的多方性,治理霧霾問題也必須綜合考慮,從各個(gè)方面出發(fā),綜合進(jìn)行治理。第二,污染與霧霾的因果關(guān)系不易確定。同樣由于霧霾產(chǎn)生原因的多方性,在霧霾產(chǎn)生時(shí),往往難以將霧霾這一結(jié)果歸為某些行為不當(dāng)?shù)沫h(huán)境污染人。由于行為人產(chǎn)生的法律后果和行為之間的因果關(guān)系往往難以證明,導(dǎo)致法律責(zé)任承擔(dān)時(shí)產(chǎn)生問題。
二、霧霾問題的民事法律責(zé)任完善
基于公民的環(huán)境權(quán),公民應(yīng)享有環(huán)境訴權(quán)。美國的環(huán)境公益訴訟制度,使(美國聯(lián)邦政府之外)任何個(gè)人和法律實(shí)體都有資格對(duì)任何個(gè)人、法律實(shí)體提起環(huán)境公益訴訟。我國《民事訴訟法》第五十五條規(guī)定:“對(duì)污染環(huán)境、侵害眾多消費(fèi)者合法權(quán)益等損害社會(huì)公共利益的行為,法律規(guī)定的機(jī)關(guān)和有關(guān)組織可以向人民法院提出訴訟。”但有關(guān)公益訴訟的制度是不完善的,具體應(yīng)進(jìn)一步出臺(tái)相關(guān)的司法解釋予以明確。并且只規(guī)定了“法律規(guī)定的機(jī)關(guān)和有關(guān)組織”,個(gè)人卻無權(quán)提起公益訴訟,但環(huán)境問題如霧霾,實(shí)際上卻對(duì)每個(gè)公民都產(chǎn)生了一定程度不利的影響,應(yīng)該有權(quán)提訟。實(shí)踐中還存在很多存在問題,如果某一組織以霧霾嚴(yán)重,以一排放大氣污染物超標(biāo)的企業(yè)為被告,向法院提起環(huán)境公益訴訟時(shí),如何確定該原告享有合適的訴訟主體資格,以及被告對(duì)霧霾發(fā)生的影響力的大小,以及賠償所得的分配問題,都存在一定問題,都需要進(jìn)一步明確和完善。
由于霧霾的特點(diǎn)中污染與霧霾的因果關(guān)系不易確定,很難將霧霾具體歸為某企業(yè)或個(gè)人方面的原因,但如果但一個(gè)企業(yè)不合理不合法的向大氣排放污染物時(shí),其對(duì)霧霾的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上就會(huì)產(chǎn)生影響。因此,任何公民或組織在發(fā)現(xiàn)有助于產(chǎn)生霧霾的因素時(shí),法律應(yīng)該規(guī)定其可以提起民事訴訟。對(duì)有直接損害的,可以要求其賠償,損害不明顯或無法證明損害與不法行為有因果關(guān)系的,由于其對(duì)環(huán)境確實(shí)產(chǎn)生了不利影響,則應(yīng)該根據(jù)其危害程度,承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任,給予相應(yīng)的懲罰,如罰款等。而此資金不應(yīng)直接給予原告。而此項(xiàng)資金應(yīng)交予一個(gè)專門的環(huán)保組織,在原告和公眾的監(jiān)督下,資金必須專門應(yīng)用于環(huán)境霧霾的的相關(guān)治理。由于霧霾的綜合性,應(yīng)考慮相關(guān)的各個(gè)因素,綜合治理。以解決在民事賠償后,環(huán)境霧霾問題仍無相關(guān)解決措施的問題。但此種公益訴訟應(yīng)注意,在一個(gè)企業(yè)受到來自公民或組織的公益訴訟后,其他公民和組織在一定時(shí)期內(nèi),就相同原因提起的訴訟,法院應(yīng)不再受理,在企業(yè)對(duì)其不合法的行為承擔(dān)責(zé)任的同時(shí),也不至阻礙企業(yè)的發(fā)展。
在此基礎(chǔ)上,本文認(rèn)為,可以引入霧霾責(zé)任保險(xiǎn)。中國平安保險(xiǎn)集團(tuán)和中國人保財(cái)險(xiǎn)推出過霧霾險(xiǎn),后被保監(jiān)會(huì)叫停。此處所指的霧霾責(zé)任險(xiǎn)與霧霾險(xiǎn)有所不同,不是針對(duì)公民在受霧霾影響身體受到損害而補(bǔ)償?shù)谋kU(xiǎn),而是針對(duì)企業(yè)在霧霾訴訟發(fā)生,需要承擔(dān)發(fā)生責(zé)任時(shí),保險(xiǎn)公司承擔(dān)一定賠償責(zé)任的保險(xiǎn)。這樣不僅有利于企業(yè)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),利于企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,在環(huán)境層面上,保險(xiǎn)公司的加入會(huì)進(jìn)一步監(jiān)督和規(guī)范企業(yè)依環(huán)境法的規(guī)定運(yùn)行企業(yè)。
三、霧霾問題的行政法律責(zé)任完善
本文認(rèn)為,目前我國關(guān)于行政環(huán)境監(jiān)管的各種規(guī)定,很多涉及環(huán)境監(jiān)管權(quán)的法律授予及確定,行政相對(duì)人的義務(wù),違法相關(guān)規(guī)定的行政處罰。但在具體的環(huán)境監(jiān)管問題上,規(guī)定不夠完善。行政法律責(zé)任多是在環(huán)境問題已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重影響后,對(duì)相對(duì)人作出的行政處罰。從霧霾問題的綜合性出發(fā),就可能引起霧霾的各種因素綜合考慮,應(yīng)當(dāng)建立合理有效的預(yù)防監(jiān)督機(jī)制,真正意義上行使環(huán)境監(jiān)管權(quán),預(yù)防霧霾的發(fā)生。
四、霧霾問題的刑事法律責(zé)任完善
一、城市風(fēng)道
1.1 城市風(fēng)道定義
“風(fēng)道”是指空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度較低、氣流阻力較小的區(qū)域,即使在靜風(fēng)天氣中也不會(huì)阻礙新鮮空氣由城郊補(bǔ)償空間向市區(qū)流動(dòng)。本文定義的“城市風(fēng)道”引用自《武漢市城市風(fēng)道構(gòu)建及其設(shè)計(jì)控制引導(dǎo)》:是指在城市建成區(qū)及近郊區(qū)環(huán)境中,宏觀上為城市近郊區(qū)新鮮空氣進(jìn)入城市內(nèi)部提供條件,微觀上利于形成局地環(huán)流,以改善街區(qū)小氣候的地區(qū)。
1.2 城市風(fēng)道的作用
城市通道引進(jìn)城外的風(fēng),增加哦城內(nèi)空氣的流動(dòng),提高風(fēng)速,同時(shí)引導(dǎo)風(fēng)流動(dòng)的方向,將通道附近的污染物稀釋、帶出城外,同時(shí)可以將城外的低溫與城內(nèi)高溫結(jié)合,形成冷熱空氣的對(duì)流,緩解城市熱島效應(yīng)的同時(shí)可以驅(qū)散城市上空的污染層。
二、北京城市風(fēng)道吹霧霾與可行性分析
2.1 北京城市風(fēng)道概述
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市機(jī)動(dòng)化和發(fā)展進(jìn)程的加快,北京出現(xiàn)較為嚴(yán)重的熱島效應(yīng),同時(shí)空氣受到嚴(yán)重污染,霧霾也越來越嚴(yán)重,經(jīng)常出現(xiàn)持續(xù)多天霧霾天氣,對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、道路安全行駛和人們的身體健康造成嚴(yán)重威脅。為了緩解北京霧霾天氣,改善北京天氣狀況,有關(guān)部門根據(jù)目前北京中心城區(qū)的通風(fēng)潛力和熱島分析結(jié)果,結(jié)合中心城區(qū)用地規(guī)劃實(shí)施情況,以及北京的主導(dǎo)風(fēng)向和清潔空氣來源等,提出6條城市風(fēng)道吹霧霾,如如植物園―昆明湖―昆玉河―玉淵潭―前三門大街走向等。根據(jù)有關(guān)部門建議,對(duì)主通風(fēng)廊道區(qū)域嚴(yán)格規(guī)劃控制,打通障礙點(diǎn),提升環(huán)境品質(zhì)并減少污染物排放。在6條風(fēng)道上,還有4處區(qū)域被重點(diǎn)提及,包括北辰路―鼓樓大街一帶、CBD東擴(kuò)區(qū)、十里河區(qū)域、前三門護(hù)城河等。
2.2 城市風(fēng)道的可行性分析
北京6條城市風(fēng)道吹霧霾計(jì)劃利用外來風(fēng)通過預(yù)留的風(fēng)道通過北京城區(qū),將空氣污染物帶走,以此達(dá)到城市凈化,減輕霧霾的目的。但是這一計(jì)劃在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候面臨很多問題。
(1)我國城市在發(fā)展的過程中普遍存在著輕規(guī)劃、重規(guī)模,城市發(fā)展攤大餅,生態(tài)紅線屢屢讓步于城市發(fā)展的現(xiàn)象,由此帶來的地上建筑物和綠化設(shè)施的無序化發(fā)展,顯然不利于城市風(fēng)道的形成。例如北京,為容納更多人口、發(fā)展經(jīng)濟(jì),城區(qū)很多地方建成密集的高樓,城市呈“攤大餅”似的環(huán)狀發(fā)展,使得建筑擋住了城市風(fēng)道,導(dǎo)致本地大氣無法形成有效環(huán)流,外面的風(fēng)吹不進(jìn)來,容易導(dǎo)致霧霾長時(shí)間停留,夏天熱島效應(yīng)也更加嚴(yán)重。
實(shí)現(xiàn)此計(jì)劃第一個(gè)重大挑戰(zhàn)是應(yīng)打通城市風(fēng)道,是外來大風(fēng)無阻礙通過城區(qū),而按照預(yù)想方案,城市風(fēng)道的路徑經(jīng)過很多密集的高樓,而對(duì)這些高樓搬遷、改造是一項(xiàng)耗資巨大且民意反彈較為嚴(yán)重的工程。
(2)空氣污染問題是普遍存在于全中國。北京冬季盛行西北風(fēng),夏季盛行偏南風(fēng)。如果風(fēng)的上游通過一個(gè)空氣污染較為嚴(yán)重的城市或者地區(qū),攜帶污染物的風(fēng)通過風(fēng)道可以更快速的將污染物散發(fā)到北京城市,不僅沒有減輕空氣污染,反而更加重了霧霾,而且城市風(fēng)道吹霧霾只是轉(zhuǎn)移霧霾,霧霾依然存在,甚至?xí)S著風(fēng)污染下一個(gè)城鎮(zhèn)。
因此,實(shí)現(xiàn)此計(jì)劃的第二個(gè)重大挑戰(zhàn),是要對(duì)來到北京的風(fēng)進(jìn)行凈化,并且也要對(duì)出去北京的風(fēng)進(jìn)行凈化,比如在風(fēng)進(jìn)來的地方建立生態(tài)濕地,不僅可以對(duì)風(fēng)進(jìn)行凈化,也能改善空氣質(zhì)量,從而對(duì)北京空氣質(zhì)量起到好的影響。而北京經(jīng)過多年的高速發(fā)展,城市本身容納人口已經(jīng)是過飽和狀態(tài),而這些人口帶動(dòng)北京周邊建設(shè),北京周邊土地已經(jīng)被充分利用,找到建立生態(tài)濕地的土地較為困難,并且6條城市風(fēng)道風(fēng)向各不相同,若建立濕地對(duì)來到北京的風(fēng)和出去北京的風(fēng)進(jìn)行凈化,所建濕地規(guī)模應(yīng)較大或者數(shù)量應(yīng)較多,這對(duì)用地緊張的北京周邊狀況來說,也是一個(gè)巨大的難題。
綜上所述,實(shí)施城市風(fēng)道吹霧霾對(duì)于霧霾治理是治標(biāo)不治本的方法,同時(shí)由于北京城市建設(shè)本身早期的規(guī)劃不當(dāng)以及城市的過飽和狀態(tài),建立城市風(fēng)道的難度很大。而且實(shí)施此計(jì)劃可能會(huì)在一定程度上改善北京城市的空氣質(zhì)量,也會(huì)在夏天降低城市中心溫度,但是污染物只是轉(zhuǎn)移而并沒有降低,甚至本來影響北京的霧霾被風(fēng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)城市。也有可能讓北京居民更毫無負(fù)擔(dān)的排放污染物,加劇空氣污染。因此建立城市風(fēng)道吹霧霾的設(shè)想在目前看來可行性并不高。
三、結(jié)語
城市風(fēng)道是指通過規(guī)劃先行落實(shí),在主導(dǎo)風(fēng)向上,對(duì)城市建筑物的密度和高度控制留出空間,以對(duì)污染物、城市內(nèi)部熱量和廢棄物疏散等起到作用,城市風(fēng)道可以在靜穩(wěn)無風(fēng)、大氣擴(kuò)散條件差的不利氣象條件下,將郊外的風(fēng)引進(jìn)主城區(qū),讓城區(qū)容易堆積的污染物實(shí)現(xiàn)流動(dòng),達(dá)到將霧霾等污染物吹走的目的。但是在城市風(fēng)道的建設(shè)與風(fēng)吹霧霾風(fēng)的凈化以及之后的善后問題上,面臨巨大的困難,而這些困難更是涉及政府多個(gè)部門。因此,建立城市風(fēng)道,改善熱島效應(yīng)和空氣污染,還需要多個(gè)部門、多個(gè)方案的共同努力來實(shí)現(xiàn)。
引言:近幾年來,隨著污染的加重,霧霾陰雨天氣也越來越多,與文化課不同,體育教學(xué)主要是在課外開展,一旦遇上了霧霾陰雨天氣,那么體育課程便不能正常開展,如此一來,便會(huì)影響體育教學(xué)計(jì)劃,同時(shí)也會(huì)影響體育教學(xué)目標(biāo)。倘若教師不顧霧霾陰雨天氣,執(zhí)意在外上課,那么便會(huì)影響學(xué)生的身體健康。由此可見,霧霾陰雨環(huán)境下對(duì)小學(xué)體育教學(xué)的影響頗大。為了實(shí)現(xiàn)這一問題的改善和解決,教師必須制定出霧霾陰雨天氣下開展小學(xué)體育教學(xué)的科學(xué)方法,進(jìn)而促進(jìn)體育教學(xué)工作的開展,達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生體質(zhì),保證學(xué)生健康的目的。由此可見,探討霧霾陰雨環(huán)境下正確開展小學(xué)體育教學(xué)的方法和措施的重要意義
一、霧霾陰雨天氣對(duì)小學(xué)體育教學(xué)的影響
(一)擾亂教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)施
教師會(huì)在學(xué)期開學(xué)之前制定整個(gè)學(xué)期的教學(xué)計(jì)劃,而霧霾陰雨天氣的出現(xiàn)會(huì)擾亂教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)施。雖然部分的學(xué)校也會(huì)在室內(nèi)體育場(chǎng)開展體育教學(xué)活動(dòng),但由于場(chǎng)地有限、器材也有限,且很多的教學(xué)活動(dòng)無法正常的開展和執(zhí)行,進(jìn)而導(dǎo)致原有的教學(xué)計(jì)劃被擾亂,嚴(yán)重地影響了教學(xué)進(jìn)度,同時(shí)也影響了學(xué)生的體育學(xué)習(xí)質(zhì)量和水平,最重要的是,會(huì)影響學(xué)生的體質(zhì)的增強(qiáng)和身心健康的成長。
(二)影響了體育教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與功能
體育教學(xué)的本身目的是為了達(dá)到增長體育知識(shí)、習(xí)得體育技能以及鍛煉身體和增長骨骼的目的,而陰雨霧霾天氣下,部分的學(xué)校和教師不得不停止開展小學(xué)體育教學(xué)課程,從而嚴(yán)重地影響了體育教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和落成。部分學(xué)校雖然會(huì)在室內(nèi)開展但受器材和活動(dòng)空間的影響,室內(nèi)開展效果也比較差,從而嚴(yán)重影響了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),更未能達(dá)到體育教學(xué)所本應(yīng)該達(dá)到的作用和目的。
二、霧霾陰雨天氣下科學(xué)開展小學(xué)體育教學(xué)的方法和措施
(一)結(jié)合天氣情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃
在每個(gè)學(xué)期前,教師會(huì)制定整個(gè)學(xué)期的教學(xué)計(jì)劃,但那時(shí)是無法充分地考慮到天氣情況的,因?yàn)殛幱觎F霾天氣具備不可抗拒性,沒有辦法事先對(duì)其進(jìn)行科學(xué)預(yù)報(bào),但是在每個(gè)月教學(xué)工作開始之前。教師卻可以結(jié)合當(dāng)月的天氣情況對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整,倘若霧霾天氣和陰雨天氣比較多,那么則要結(jié)合學(xué)校的室內(nèi)環(huán)境對(duì)不同的級(jí)別的學(xué)生的體育課程開展良好的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。如果是活動(dòng)空間和活動(dòng)器材有限,那么也可以通過串課、調(diào)課等多種多樣的方式,保證各個(gè)班級(jí)都能夠在室內(nèi)上體育課。同時(shí),還要對(duì)學(xué)生的身體狀況進(jìn)行調(diào)查。尤其是一些本身患有呼吸道疾病的學(xué)生要格外注意,要設(shè)置有效的防護(hù)措施,全面保證學(xué)生的身心健康安全。
(二)加大室內(nèi)活動(dòng)空間,增設(shè)體育器材、設(shè)施
目前在開展教學(xué)課程的過程中,我們發(fā)現(xiàn),很多學(xué)校都會(huì)存在一到霧霾陰雨天氣便停止體育課的現(xiàn)象,而產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因在于室內(nèi)的活動(dòng)空間不足以及缺乏相對(duì)應(yīng)的體育器材和設(shè)施的建立。而事實(shí)上,對(duì)于學(xué)校來說,無論是否有陰雨天氣,學(xué)校都應(yīng)該做到未雨綢繆,盡可能地加大室內(nèi)體育教學(xué)活動(dòng)空間,并購買和增設(shè)相關(guān)的體育器材和體育設(shè)施。如此一來,即便是逢上陰雨,霧霾天氣也并不可怕,可以由室外教學(xué)轉(zhuǎn)到室內(nèi)教學(xué),不影響教學(xué)計(jì)劃的執(zhí)行,也不影響教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成,進(jìn)而全面保證小學(xué)體育課程的正常開展與執(zhí)行。
(三)設(shè)置多樣化的教學(xué)方法,充分發(fā)揮體育課程教學(xué)功能
DOIDOI:10.11907/rjdk.171789
中圖分類號(hào):TP319
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)文章編號(hào):16727800(2017)011013304
0引言
近年來我國多個(gè)城市出現(xiàn)了嚴(yán)重的霧霾天氣。持續(xù)的霧霾天氣不僅影響了人們健康,而且給交通帶來了不便。由于霧霾天氣中含有大量污染物顆粒,導(dǎo)致能見度下降,十字路口的電子眼受到影響,各種違章行為不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致各種交通事故發(fā)生。霧霾天氣下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)是后續(xù)目標(biāo)識(shí)別、行為分析的基礎(chǔ)[1]。為提高運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在霧霾天氣下的檢測(cè)質(zhì)量,提出將基于暗通道的去霧算法和光流法相結(jié)合的算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法明顯優(yōu)于直接對(duì)采集的圖像進(jìn)行光流法檢測(cè)所得結(jié)果。
本文使用基于暗通道的去霧算法對(duì)圖像去霧,使圖像中的噪聲減小,再將處理過的圖像通過對(duì)其計(jì)算光流來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo),使檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。
1圖像去霧技術(shù)
1.1去霧算法比較
霧霾圖像處理方法主要分為圖像增強(qiáng)技術(shù)和圖像復(fù)原技術(shù)。圖像增強(qiáng)技術(shù)不考慮圖像降質(zhì)原因,只將圖像中感興趣的特征有選擇地突出,而衰減不需要的特征,對(duì)突出部分信息可能會(huì)造成一些損失。現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)方法有全局直方圖處理、局部直方圖處理和Retinex增強(qiáng)處理[2],圖1所示為原圖像,圖2為圖像Retinex增強(qiáng)處理結(jié)果[3]。圖像復(fù)原技術(shù)[4]是指根據(jù)圖像降質(zhì)原因建立圖像的退化模型,反演圖像退化過程,據(jù)此補(bǔ)償圖像退化過程造成的圖像失真,從而恢復(fù)圖像最理想的狀態(tài),使圖像質(zhì)量得到改善。常見的基于物理模型的圖像復(fù)原方法[5]有基于偏微分方程、基于深度關(guān)系、基于先驗(yàn)信息等。本文主要使用基于暗通道的去霧算法進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖3為基于暗通道的去霧算法處理結(jié)果,下面詳細(xì)介紹其原理。
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
本文使用Matlab2014b仿真實(shí)現(xiàn)霧霾天氣下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。為了驗(yàn)證本文所用算法效果,采用冬季霧霾天氣下實(shí)際拍攝的汽車視頻圖像序列中的兩幀圖像進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),圖像大小均為500×280,圖5為得到的兩幀霧霾圖像,第一幅為第105幀圖像,第二幅為第155幀圖像。通過基于暗通道的去霧算法對(duì)其進(jìn)行去霧霾處理,如圖6所示。圖7為未經(jīng)暗通道的圖像去霧方法進(jìn)行去霧的光流算法計(jì)算所得光流,圖8為通過暗通道去霧算法后的光流算法計(jì)算所得光流。
由圖6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,經(jīng)過基于暗通道的去霧算法對(duì)原始圖像處理后,提高了圖像的清晰度,減小了原圖像的噪聲。圖7、圖8實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,本文所用算法比直接通過HornSchunck光流法檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)更清晰,應(yīng)用到交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng),顯示使用本文算法所得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)質(zhì)量更高,更利于交警通過所得檢測(cè)效果對(duì)路面實(shí)況和交通事故作出更準(zhǔn)確的判斷。
(1)增加外層草苫及薄膜的層次,改善保溫效果。在低溫情況下,加厚大棚上的草簾子,進(jìn)行多層覆蓋。
(2)在棚內(nèi)扣小拱棚,夜間覆蓋薄膜與草苫。
(3)鋪設(shè)地膜,提高地溫,降低棚內(nèi)空氣濕度。
(4)非強(qiáng)降溫天氣,盡量延長光照時(shí)間,以增光保溫。
(5)在棚內(nèi)溫度低于8攝氏度時(shí)要考慮適時(shí)補(bǔ)溫,利用溫室增溫燃燒塊、電熱線、熱風(fēng)爐等設(shè)施,提高棚內(nèi)溫度。
2.補(bǔ)光措施
(1)保持棚膜清潔、及時(shí)消除膜內(nèi)水滴,充分保持棚膜的透光性。
(2)只要揭苫后氣溫不下降,或下降范圍在1~2℃以內(nèi),都要適時(shí)揭苫讓蔬菜見光,可以在中午前后高溫期,讓蔬菜見光1~2小時(shí)。
(3)通過地面鋪蓋反光膜、墻面掛反光膜、內(nèi)墻和立柱表面涂成白色等措施,充分利用反射光。有條件的地方在棚內(nèi)可懸掛白熾燈,使農(nóng)作物有充足的光照進(jìn)行光合作用。
(4)通過整枝抹杈、摘除老葉等綜合農(nóng)業(yè)措施,改善作物群體間光照條件。
(5)天氣驟晴時(shí),如果立即拉開草苫子,強(qiáng)光照射,蒸發(fā)過快,會(huì)導(dǎo)致蔬菜出現(xiàn)生理性萎蔫,可隔幾行拉開草苫子,或先卷起一半草苫子,待蔬菜適應(yīng)后,再全部揭開草苫。
3.其他措施
(1)減少化肥尤其是氮肥的施用,適量增施磷鉀肥、生物肥、腐熟有機(jī)肥等,噴賽碧護(hù)、甲殼素等營養(yǎng)藥物,促使植物光合作用和營養(yǎng)吸收。
(2)注意通風(fēng)排濕。清晨棚內(nèi)濕度最大時(shí)進(jìn)行通風(fēng),或中午前后外部空氣濕度最小、且溫度較高時(shí)進(jìn)行。
(3)采用地膜覆蓋、地面撒干土等方法減少土壤水分蒸發(fā)。
(4)當(dāng)遇到低溫霧霾寡照天氣時(shí),各地應(yīng)減少或停止?jié)菜悦饨档偷販睾鸵l(fā)病害,不利于農(nóng)作物生長。
(5)做好棚內(nèi)小氣候調(diào)控。冬春茬蔬菜苗床適宜溫度應(yīng)控制在15℃以上,冷空氣來臨前可在苗床撒草木灰、鋪設(shè)地?zé)峤z等措施適當(dāng)提高地溫,以保證幼苗的正常生長。
(6)要及時(shí)清理設(shè)施蔬菜的老葉、病葉、死葉,改善棚內(nèi)蔬菜光照條件,在有條件的情況下,用人工補(bǔ)光,可安裝陽光燈和鈉燈,使農(nóng)作物有充足的光照進(jìn)行光合作用。
(7)加強(qiáng)病蟲害監(jiān)測(cè)和防治。近期持續(xù)陰雨、霧霾天氣,設(shè)施農(nóng)業(yè)普遍存在濕度大、氣溫低、光照不足,極易誘發(fā)設(shè)施蔬菜病蟲害的暴發(fā)和流行。應(yīng)注意強(qiáng)加設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲害的監(jiān)測(cè)和防治工作,同時(shí)要重視增溫、降濕,搞好設(shè)施小氣候調(diào)控。
2013年,“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞。這一年的1月,4次霧霾過程籠罩30個(gè)省(區(qū)、市),在北京,僅…有5天不是霧霾天。有報(bào)告顯示,中國最大的500個(gè)城市中,只有不到1%的城市達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),與此同時(shí),世界上污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市有7個(gè)在中國。
2014年1月4日,國家減災(zāi)辦、民政部首次將危害健康的霧霾天氣納入2013年自然災(zāi)情進(jìn)行通報(bào)。
2014年2月,在北京考察時(shí)指出:應(yīng)對(duì)霧霾污染、改善空氣質(zhì)量的首要任務(wù)是控制PM2.5,要從壓減燃煤、嚴(yán)格控車、調(diào)整產(chǎn)業(yè)、強(qiáng)化管理、聯(lián)防聯(lián)控、依法治理等方面采取重大舉措,聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域,嚴(yán)格指標(biāo)考核,加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管,認(rèn)真進(jìn)行責(zé)任追究。
霧霾的形成原因
霧霾,是霧和霾的組合詞。霧霾常見于城市。中國不少地區(qū)將霧并入霾一起作為災(zāi)害性天氣現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào),統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。
霧霾分為“一次顆粒”和“二次顆粒”。化石燃料如柴油燃燒時(shí)尾氣中直接排放的顆粒是“一次顆粒(Primary Particulates)”,占霧霾總量的24%左右。對(duì)霧霾貢獻(xiàn)最大的是 “二次顆粒(Secondary Particulates)” 占到其總量的約50%左右。“二次顆粒”是化石燃料燃燒尾氣中的氣態(tài)污染物和揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)進(jìn)入大氣后,在一定的水霧狀態(tài)下與空氣中的氨及VOC等物質(zhì)發(fā)生氣溶膠反應(yīng)形成的顆粒。因此要去除霧霾,就要減低VOC這些污染物的排放。
霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)組成,它們與霧氣結(jié)合在一起,讓天空瞬間變得陰沉灰暗。顆粒物的英文縮寫為PM,北京監(jiān)測(cè)的是細(xì)顆粒物(PM2.5),也就是空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物,又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體。霧霾有許多形成原因。
汽車尾氣
汽車的尾氣是霧霾顆粒組成的最主要的成分,最新的數(shù)據(jù)顯示,北京霧霾顆粒中機(jī)動(dòng)車尾氣占22.2%,燃煤占16.7%,揚(yáng)塵占16.3%,工業(yè)占15.7%。但隨著汽車技術(shù)進(jìn)步以及油品質(zhì)量的上升,環(huán)境管理者發(fā)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)霧霾天氣形成并不起決定性作用,但作為一些汽車擁有量較大的城市,管理者依舊需要控制機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn),避免霧霾天氣的形成。
散煤燃燒
“村邊郭外散煤煙,陰霾漫漫欲染天”,這是互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)我國散煤燃燒現(xiàn)狀的形象描述。估算,我國燃煤中約有20%~25%是散煤,每年消耗量在6億噸至7億噸。散煤燃燒效率低下,污染物低空排放,大多無治污設(shè)施,集中燃燒于采暖期,這些因素都使散煤燃燒對(duì)空氣質(zhì)量的影響十分顯著。
(三)工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣
有機(jī)廢氣主要來源于石油和化工行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢氣,特點(diǎn)是種類繁多,有機(jī)物含量波動(dòng)性大、易燃易爆、有一定毒性,有的還有惡臭氣味,而氯氟烴的排放還會(huì)引起臭氧層的破壞。石油和化工工廠及石化產(chǎn)品的存儲(chǔ)設(shè)施,印刷及其他與石油和化工有關(guān)的行業(yè),使用石油、石油化工產(chǎn)品的場(chǎng)合和燃燒設(shè)備,以石油產(chǎn)品為燃料的各種交通工具都是有機(jī)廢氣的源頭。
霧霾給生活帶來的影響
1.霧霾天對(duì)呼吸系統(tǒng)影響最大
顆粒物能直接進(jìn)入并黏附在人體上下呼吸道和肺葉中,并且大部分會(huì)被人體吸入。其次,霧霾天氣導(dǎo)致近地層紫外線減弱,容易使得空氣中病菌的活性增強(qiáng),細(xì)顆粒物會(huì)“帶著” 細(xì)菌、病毒,來到呼吸系統(tǒng)的深處,造成感染。
2.對(duì)心血管系統(tǒng)的影響。
霧霾天對(duì)人體心腦血管疾病的影響也很嚴(yán)重,會(huì)阻礙正常的血液循環(huán),導(dǎo)致心血管病、高血壓、冠心病、腦溢血,可能誘發(fā)心絞痛、心肌梗塞、心力衰竭等, 使慢性支氣管炎出現(xiàn)肺源性心臟病等。另外,濃霧天氣壓比較低,人會(huì)產(chǎn)生一種煩躁的感覺,血壓自然會(huì)有所增高。再一方面霧天往往氣溫較低,一些高血壓、冠心 病患者從溫暖的室內(nèi)突然走到寒冷的室外,血管熱脹冷縮,也可使血壓升高,導(dǎo)致中風(fēng)、心肌梗死的發(fā)生。所以心腦血病患者一定要按時(shí)服藥小心應(yīng)對(duì)。
3.不利于兒童成長。
由于霧天日照減少,兒童紫外線照射不足,體內(nèi)維生素D生成不足,對(duì)鈣的吸收大大減少,嚴(yán)重的會(huì)引起嬰兒佝僂病、兒童生長減慢
霧霾的治理
中圖分類號(hào) X8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2016)172-0158-01
寒地城市是根據(jù)城市所在地域的冬季氣候特征所定義的一個(gè)比較籠統(tǒng)的概念。由于地理位置和自然條件的原因,寒地城市都擁有漫長而嚴(yán)寒的冬季。在北方冬季由于結(jié)冰期長,路面常出現(xiàn)結(jié)冰、打滑等現(xiàn)象,致使兒童、老人無法在戶外活動(dòng)空間自由活動(dòng),原本就受到寒冷空氣的影響,現(xiàn)如今霧霾天氣的影響在北方寒冷地區(qū)更為嚴(yán)重。
近年來,我國大部分城市發(fā)生持續(xù)性霧霾天氣,空氣的污染指數(shù)持續(xù)上升,由此多次爆發(fā)大范圍霧霾天氣的情況引起全社會(huì)的關(guān)注。目前,我國已經(jīng)成為污染最嚴(yán)重的地區(qū)之一,這種天氣對(duì)城市生活的居民造成了非常嚴(yán)重的影響。
通常來講霧和霾是個(gè)組合詞,在氣象學(xué)上,霧和霾是兩種不同的天氣現(xiàn)象。高密度人口的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)活動(dòng)必然會(huì)排放大量細(xì)顆粒物(PM2.5),一旦排放超過大氣循環(huán)能力和承載度,細(xì)顆粒物濃度將持續(xù)積聚,此時(shí)如果受到天氣等影響,極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。因此,霧霾是特定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果。有學(xué)者指出,這種天氣對(duì)公共健康、出行安全和城市形象都有嚴(yán)重影響,尤其對(duì)兒童的健康成長非常不利。到目前為止,人們對(duì)這種天氣的認(rèn)知程度還不夠,防范措施和方法還有待研究,針對(duì)霧霾天氣對(duì)兒童戶外活動(dòng)空間影響的文獻(xiàn)還很少見。
1 霧霾天氣對(duì)兒童戶外活動(dòng)環(huán)境的影響情況
1.1 健康影響
兒童是社會(huì)的弱勢(shì)群體之一,兒童的成長問題關(guān)系國家的興盛和未來,據(jù)調(diào)查,我國0~14歲的兒童占總?cè)丝诘?/3左右。空氣污染直接影響人類的健康,兒童的免疫力低下,組織系統(tǒng)發(fā)育不完善,因此兒童更容易受到空氣污染的侵害。在大氣污染的環(huán)境下,這種極端天氣對(duì)兒童呼吸健康有著直接的影響,造成兒童感冒、咳嗽、過敏性鼻炎、哮喘等疾病的產(chǎn)生。基于這些因素的考慮,兒童在霧霾天氣下不能夠自由在戶外玩耍。因此對(duì)兒童造成的影響不僅僅是呼吸系統(tǒng)疾病,對(duì)身心發(fā)展、人體機(jī)能的鍛煉和認(rèn)知環(huán)境的影響都極為深刻。寒地由于冬季時(shí)間長,兒童戶外活動(dòng)時(shí)間短,造成長期缺乏陽關(guān)的照射,也因此影響了體內(nèi)鈣質(zhì)的吸收。長期如此,會(huì)造成兒童身體發(fā)育不良等情況發(fā)生。
1.2 綠化景觀影響
景觀環(huán)境包括軟質(zhì)景觀和硬質(zhì)景觀兩大部分。在漫長的冬季,寒冷地區(qū)植物的種類相對(duì)較少,綠化環(huán)境即軟質(zhì)景觀的缺少使寒地城市景觀大受影響,城市街道、戶外公共空間往往給人以冷清蕭條的感覺,導(dǎo)致人們對(duì)戶外活動(dòng)空間的需求減少。由于霧霾天氣,兒童戶外活動(dòng)空間的環(huán)境受到威脅,大量的粉塵顆粒附著在綠化樹木、地面鋪裝、景觀小品、環(huán)境設(shè)施的表面,造成嚴(yán)重污染,從而造成了使用上的不便,以及后期維護(hù)成本增加。
1.3 行為方式影響
城市戶外公共空間活動(dòng)可以簡化劃分為3種類型:必要性活動(dòng)、自發(fā)性活動(dòng)和社會(huì)性活動(dòng)。寒地氣候影響人的行為方式,包括人的生活方式和休閑方式。除去必要性活動(dòng),自發(fā)性活動(dòng)和社會(huì)性活動(dòng)大大減少。由于北方冬季漫長而寒冷的氣候持續(xù)時(shí)間較長,人們?yōu)榱吮苊夂浜统鲂须y的問題,除了必要性戶外活動(dòng)如上班、上學(xué)、看病和采購日常必需品等,人們的出行會(huì)比其他季節(jié)減少很多。經(jīng)過調(diào)查不難發(fā)現(xiàn)寒地戶外兒童活動(dòng)空間比較單調(diào)乏味,景觀形象單一,這已經(jīng)造成了冬季兒童戶外活動(dòng)的興趣減低。尤其在霧霾天氣污染的影響下,抵抗力較弱的兒童和老人會(huì)更大限度了減少出行時(shí)間和次數(shù),這就導(dǎo)致冬季人們?cè)趹敉庑蓍e娛樂時(shí)間明顯減少,鄰里交流也受到很大影響。
2 改善策略
2.1 改變地形
地形對(duì)整個(gè)區(qū)域的氣候影響也頗為重要,并且兒童對(duì)起伏的地形也非常感興趣,在設(shè)計(jì)上可以利用地形高低形成不同的坡角,從而與太陽福射形成不同夾角,影響坡面受熱量。一般南坡與太陽福射相對(duì)垂直,受熱時(shí)間長、強(qiáng)度大,北坡與太陽射線形成較小的夾角或者陰影,導(dǎo)致北坡受熱時(shí)間短、強(qiáng)度小、溫度低,所以陽坡的春天要比背陰坡面早來好幾個(gè)星期。通過這個(gè)設(shè)計(jì)上的改變,增加了場(chǎng)地綠化率,調(diào)節(jié)局部空間小氣候,創(chuàng)造適宜的休閑空間。還可以增加場(chǎng)地利用率,在冬季還可利用地形的斜坡面制造趣味點(diǎn),如開展滑雪、雪爬犁等冰上娛樂活動(dòng)。
2.2 布局通風(fēng)廊道
在北方嚴(yán)寒地區(qū)既需要考慮冬季防風(fēng)保暖,又要將夏季風(fēng)引入到場(chǎng)地當(dāng)中以達(dá)到自然通風(fēng)的目的。充足的日照條件對(duì)于人們身心健康是極大的促進(jìn)作用,因此陽光照射的強(qiáng)弱對(duì)寒地城市戶外活動(dòng)空間影響很大,尤其是冬季,充足的日照時(shí)間也為兒童戶外活動(dòng)場(chǎng)地創(chuàng)造了條件。因此,應(yīng)當(dāng)充分利用城市公園、街頭綠地、農(nóng)田、森林以及大規(guī)模綠地、山地和丘陵對(duì)風(fēng)的引導(dǎo)作用,在城市邊緣地帶設(shè)置縱橫交錯(cuò)的生態(tài)過渡綠化帶,為城市通風(fēng)創(chuàng)造更多有效入口,通過這一措施來降低城市溫度并凈化空氣。尤為重要的是要對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合處的土地開發(fā)進(jìn)行控制,順應(yīng)城市主導(dǎo)風(fēng)向,保持低容積率和較低層數(shù),根據(jù)風(fēng)向確定建筑布局及空間組織形式,使建設(shè)區(qū)與綠色開敞空間成連續(xù)發(fā)展,加速城區(qū)污染物擴(kuò)散。布局通風(fēng)廊道以外,還可通過控制建筑的高度、增加建筑密度、改善建筑體量關(guān)系和加大日照間距等方式,也能實(shí)現(xiàn)通風(fēng)效果。
2.3 改變生活方式
嚴(yán)寒的天氣直接影響了人們的生活質(zhì)量,通過目前的環(huán)境狀況我們應(yīng)該倡導(dǎo)低碳節(jié)能的生活方式。在直接降低空氣污染物以外,綠色生態(tài)活動(dòng)還能積極引導(dǎo)人們生活方式的改變,以達(dá)到減少污染排放的目的。以北京市為例,隨著機(jī)動(dòng)車增多以及人們生活價(jià)值取向的改變,自行車出行比例已經(jīng)由1986年的58%跌至2008年的18%。為此,可以從綠色網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的層面入手,為人們提供一個(gè)舒適安全的非機(jī)動(dòng)車出行環(huán)境,讓更多的人自愿加入到綠色出行的行列中來,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
3 結(jié)論
從長遠(yuǎn)發(fā)展來看,抵制霧霾天氣的危害刻不容緩,我們的研究應(yīng)該全面掌握霧霾天氣的現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)霧霾的走勢(shì),景觀設(shè)計(jì)在適應(yīng)氣候變化與環(huán)境污染方面扮演了重要角色。因此,要及時(shí)制止這類天氣狀況的發(fā)生。兒童是這個(gè)社會(huì)不可或缺的一部分,兒童群體應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁嗟闹匾暎谏钪行枰玫皆O(shè)計(jì)者的關(guān)懷。創(chuàng)造適宜兒童成長的戶外活動(dòng)空間,滿足兒童行為需求,為未來貢獻(xiàn)一片藍(lán)色的天空而努力。
參考文獻(xiàn)
[1]程勵(lì),張同顥,付陽.城市居民霧霾天氣認(rèn)知及其對(duì)城市旅游目的地選擇傾向的影響[J].旅游學(xué)刊,2015(10):37-47.
中圖分類號(hào):X703
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2017)20009403
1引言
隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的快速推進(jìn),人類社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)自然環(huán)境的影響加劇,隨之而來的是生存環(huán)境發(fā)生巨大變化。近些年霧霾天氣的頻繁發(fā)生,并以持續(xù)發(fā)展的勢(shì)態(tài)嚴(yán)重影響了人們的生活品質(zhì),給廣大居民身體健康帶來極大的危害。同時(shí)也對(duì)社會(huì)環(huán)境造成影響和破壞。對(duì)于如何防控霧霾和治理霧霾的研究也引起社會(huì)人士的廣泛關(guān)注,政府也出臺(tái)了多項(xiàng)措施防控治理霧霾。在治理霧霾的各項(xiàng)措施中,園林綠化能夠有效地減低和消除霧霾以及改善環(huán)境質(zhì)量,因此得到廣泛認(rèn)同。在提高園林綠化,降低霧霾影響的同時(shí),因逐年增多的園林綠地,生產(chǎn)廢棄物也有很大地增加。如何妥善處理園林綠化廢棄物以及如何對(duì)其合理再利用就成為一個(gè)不得不解決的社會(huì)發(fā)展重要問題。為了有效地減少綠化廢棄物對(duì)生活環(huán)境造成的污染,如何提高園林綠化廢棄物資源化利用水平,這是值得思考的問題,合理處理和利用園林綠化廢棄物也是社會(huì)持續(xù)發(fā)展的需求。
2霧霾的成因及治理問題
霧霾的定義一般較復(fù)雜,霧是大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠,是近地面空氣中水汽凝結(jié)的產(chǎn)物[1];霾是大量極細(xì)微的非水性物質(zhì)等均勻地浮游在空中造成空氣渾濁的氣溶膠,它的顆粒物直徑以PM2.5為標(biāo)準(zhǔn),能夠降低能見度[2];霧霾是兩種共同作用的結(jié)果表現(xiàn),文中所述霧霾是一種污染天氣,是對(duì)空氣中存在各種懸浮物含量超標(biāo)的模糊表述。對(duì)于霧霾的形成,依照相關(guān)研究數(shù)據(jù)分析,霾與地形、風(fēng)速等氣象條件的定性關(guān)系,與大氣顆粒物質(zhì)量濃度之間的半定量關(guān)系[3]。
近些年,因霧霾的發(fā)生,給人們的生產(chǎn)生活帶來了諸多不便,霧霾天氣多發(fā)生在京津冀地區(qū),以“石家莊-邢臺(tái)-邯鄲”一線最為嚴(yán)重。在開展霧霾污染治理方面,各地制定了詳細(xì)的污染天氣應(yīng)急預(yù)案;對(duì)于霧霾治理的研究在多方面也有了逐步成效,如李華威等的基于霧霾防治的景觀生態(tài)規(guī)劃的探索;王志磊等的園林植物防治霧霾的應(yīng)用研究;朱春陽等的城市帶狀綠地結(jié)構(gòu)類型與溫濕效應(yīng)的關(guān)系[4];王會(huì)霞等的城市綠化植物葉片表面特征對(duì)滯塵能力的影響[5]。
3園林綠化及廢棄物處理對(duì)霧霾的影響
3.1園林綠化緩解霧霾
各位園林業(yè)專家于2014年11月23日在北京西郊賓館召開了一場(chǎng)名為“園林綠化與霧霾防治”的現(xiàn)代園林論壇。在會(huì)中由趙梁軍教授做了題為《創(chuàng)新發(fā)展‘低碳減霾園林’的思考》的報(bào)告,提出“空氣是最重要的公共資源,清潔的空氣是國民的最大福祉。”由北京市園林科學(xué)研究院高級(jí)工程師李新宇做了關(guān)于“各種植物對(duì)大氣中不同顆粒物的吸收”的報(bào)告——《城市綠地對(duì)大氣細(xì)顆粒物防控功能的定量化研究》。
園林綠化中的植物葉片能夠?qū)⒖諝庵械募?xì)小顆粒物吸附在表面,能夠吸收掉空氣中的有害氣體,凈化空氣,能夠緩解霧霾的形成,改善人們生存環(huán)境。相關(guān)研究表明,樹林的阻塵率在23%~27%之間,闊葉植物滯塵量達(dá)68t/(hm2·a);杉類林為32t/(hm2·a);松類林為34.58t/(hm2·a)[6],攀巖類植物凌霄為70.53g/(m2·a);地錦為111.65g/(m2·a)[7],其中以法桐、毛白楊、臭椿樹為代表的闊葉植物滯塵效應(yīng)大[8]。
3.2園林綠化廢棄物處理
園林綠化廢棄物主要是指在園林綠化管護(hù)過程中,因植物生長受季節(jié)變化產(chǎn)生的落葉,綠地生長的雜草、受景觀要求和確保植物正常生長產(chǎn)生的修剪植物枝葉以及植物保護(hù)使用過后的草繩、樹木支撐等,其主要成份是大量的木質(zhì)纖維素和有機(jī)成分。
傳統(tǒng)處理園林綠化廢棄物的方式是隨生活垃圾一起填埋,或者通過焚燒處理,這種處理方式不僅浪費(fèi)大量的有機(jī)資源而且造成社會(huì)資源的浪費(fèi)和空氣環(huán)境的污染。相關(guān)研究表明,填埋處理廢棄物,占地面積大,污染地下水;焚燒處理會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)小顆粒物漂浮或懸浮在空氣當(dāng)中,對(duì)空氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,焚燒廢棄物已成為引發(fā)霧霾天氣的重要原因之一[9,10]。
4基于霧霾治理環(huán)境中的綠化廢棄物處理
因霧霾天頻發(fā),增強(qiáng)了人們保護(hù)環(huán)境意識(shí)。園林綠化廢棄物焚燒、填埋處理不適應(yīng)當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的要求,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,對(duì)廢棄物處理進(jìn)行無害化、資源再利用處理是發(fā)展之需,是必然趨勢(shì)。園林綠化廢棄物的資源化利用包括加工成肥料,培育成植物、菌類的栽培基質(zhì)等[11];加工成園林覆蓋物,可以增加土壤養(yǎng)分,并緩慢釋放,保持土壤水分含量,抑制病害,助降解土壤中的污染物,還可以改善粘土和沙土的理化性質(zhì),提高土壤微生物含量,增強(qiáng)土壤肥力,使園林綠化的養(yǎng)護(hù)變得更為簡單、方便[12]。
4.1堆肥處理技術(shù)
堆肥處理是將廢棄物經(jīng)過微生物發(fā)酵使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定腐殖質(zhì)物質(zhì)的過程,以其成本低、除臭和殺滅病原菌效果好,能有效改善廢棄物的物理、化學(xué)性狀等優(yōu)點(diǎn)而倍受人們關(guān)注,并成為當(dāng)前有機(jī)廢棄物無害化和資源化的重要途徑之一[13]。園林綠化廢棄物的主要成分是木質(zhì)纖維和有機(jī)成分,可以通過回收廢棄物與生活垃圾混合發(fā)酵,經(jīng)過腐爛腐熟轉(zhuǎn)化為肥料,不但可以有效殺滅其中有害生物,同時(shí)也減少了其體積,還可以作為土壤改良劑或者植物生長的良好介質(zhì),大大降低了園林廢棄物處置的費(fèi)用[11]。堆肥產(chǎn)品可以安全處理和保存,是一種良好的土壤改良劑和有機(jī)肥料[14]。堆肥處理不僅實(shí)現(xiàn)了園林綠化廢棄物的循環(huán),自產(chǎn)自消,節(jié)約費(fèi)用,還有利于恢復(fù)土壤肥力。
園林綠化廢棄物堆肥處理有其優(yōu)越性,其主要成分是可降解的木質(zhì)纖維素和有機(jī)成分,相關(guān)研究表明,堆肥能夠?qū)U棄物降解掉66%。與城市生活垃圾相比,園林綠化廢棄物相對(duì)集中,便于收集,而且便于處理,堆肥基礎(chǔ)較好。但是堆肥原料完全使用綠化廢棄物會(huì)使生產(chǎn)出肥料的C/N偏高,不能到到標(biāo)準(zhǔn)肥料所要求的標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明,樹皮木屑的C/N在200~750之間,植物殘?bào)w的C/N約在100~150之間,而草末的C/N在40~60之間,這就需要在堆肥過程當(dāng)中進(jìn)行調(diào)配處理,如摻入生活垃圾、動(dòng)物糞便、硫胺或尿素等來調(diào)節(jié)堆肥C/N。
4.2廢棄物覆蓋技術(shù)
為使綠化不見裸露土壤,考慮綠地美觀,對(duì)地表進(jìn)行保護(hù),所用有機(jī)的、無機(jī)的一類物質(zhì)稱為園林覆蓋物。綠化中廢棄的樹枝樹皮、松針?biāo)善ぁ⒐麣さ戎参锊牧鲜侵饕挠袡C(jī)覆蓋物,覆蓋在林下、喬灌木樹池下。卵石、砂礫不易腐爛,管理費(fèi)用低,是最常用的無機(jī)覆蓋物,但其會(huì)影響覆蓋土壤的通透性,影響植物生長。
園林綠化廢棄物可以用作覆蓋材料直接覆蓋,也可以經(jīng)過堆肥處理后再進(jìn)行覆蓋。容易形成腐爛的草坪碎屑、枯葉等園林廢棄物不適合用作覆蓋,不易分解的松樹皮、碎木片、果殼類園林廢棄物適合用作覆蓋物。一般用于覆蓋鋪設(shè)草坪的林地和樹下徑部在1~2m2范圍內(nèi),覆蓋厚度一般不會(huì)超過10cm;在覆蓋層次上,一般在下層的2~5cm內(nèi)以養(yǎng)分豐富的細(xì)粒徑為好,在上層的5~8cm以養(yǎng)分含量少、粒徑大于20mm的為好[12]。覆蓋裸露地面對(duì)于治理灰土揚(yáng)塵是最有效、最簡易的方法,簡單的覆蓋不僅可以節(jié)約資源又能將園林綠化廢棄物就地處理,變廢為寶。還可以將用于覆蓋的廢棄物通過染色,處理成各種顏色,起到較好的綠化景觀效果。
園林綠化廢棄物覆蓋不僅僅是解決了灰土揚(yáng)塵問題,通過覆蓋還避免了陽光直接照射在裸露的土壤上,減少土壤水分的蒸發(fā),保持了土壤的濕潤;通過覆蓋能夠有效地控制雜草的生長和蔓延;通過覆蓋能夠保持地溫,起到防寒保暖的作用,降低越冬苗木發(fā)生凍害的可能性;覆蓋的有機(jī)廢棄物能夠降低因雨水沖刷帶來的水土流失,還通過緩慢的分解釋放營養(yǎng)成分,經(jīng)雨水沖刷滲透到土壤中,使土壤中的有機(jī)質(zhì)含量增加,增強(qiáng)土壤肥力。
5綠化廢棄物再利用的效益
園林廢棄物的恰當(dāng)處理,可以為社會(huì)帶來一定的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和環(huán)境效益[15],避免廢棄物填埋、焚燒所產(chǎn)生的溫室氣體及難聞氣味。
以河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例,校園占地面積42hm2,綠化面積22hm2,種植近萬株喬灌木,修剪草坪產(chǎn)生的碎草屑每月以50g/m2計(jì)算,10000m2每月產(chǎn)生的碎草屑500kg,全校每月產(chǎn)生的碎草屑1.1萬kg;每月清除雜草200kg/萬m2;每年修剪喬灌木類樹木產(chǎn)生的枝葉和秋冬落葉,經(jīng)統(tǒng)計(jì)折算為15~25cm的落葉樹木,1萬kg/100株計(jì)算,每年產(chǎn)生的廢棄物100萬kg。初步統(tǒng)計(jì)全校每年產(chǎn)生的綠化廢棄物總量在115~120萬kg之間,依據(jù)情況,將碎草屑、雜草、枯樹葉等容易降解的廢棄物采用蚯蚓堆肥處理技術(shù),按照廢棄物初始含水量為60%的適宜條件下,厭氧降解階段有機(jī)質(zhì)降解率達(dá)到38.77%計(jì)算[16],可以頂替約合2.5t的有機(jī)肥料。將修剪的樹木枝干加工處理成2~5cm的薄片小段,每年生產(chǎn)量大約在150~250m3左右,能過滿足覆蓋2000m2左右的裸露地面。
將這些廢棄物資源化處理,樹木的枯枝落葉的堆肥量可達(dá)到15%~60%;收集不易分解的樹皮、果殼類,加工處理樹木枝干,用作園林綠化覆蓋物,可以滿足校園綠化裸露土地覆蓋和景觀裝飾。既節(jié)約了運(yùn)輸成本,又減少了養(yǎng)護(hù)投入肥料和材料的開支,還能夠減少枯枝落葉填埋、焚燒量,在一定程度上為減弱霧霾效應(yīng)、提高空氣質(zhì)量作出貢獻(xiàn),是一勞多得的管護(hù)策略。資源化的處理使廢棄物對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響無害,為社會(huì)處理污染減量。
中圖分類號(hào):TU834
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):16749944(2017)10000803
1 引言
隨著現(xiàn)代工業(yè)、交通運(yùn)輸、城市現(xiàn)代化建設(shè)等加速發(fā)展,工業(yè)設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、建筑施工揚(yáng)塵等污染物的排放量日趨增大,我國城市霧霾天氣越來越嚴(yán)重。大氣環(huán)境質(zhì)量重度污染會(huì)造成人群呼吸系統(tǒng)疾病頻發(fā)、視程障礙,甚至引發(fā)交通事故,對(duì)農(nóng)作物生長以及輸變電設(shè)備等產(chǎn)生嚴(yán)重影響[1,2]。霧霾的治理引起了社會(huì)越來越多的關(guān)注,相應(yīng)地降霾除塵噴霧技術(shù)日漸發(fā)展起來。
筆者將就當(dāng)前的降霾治理裝置的研發(fā)進(jìn)行綜合分析,并進(jìn)一步探討已有噴霧技術(shù)在降塵方面的治理應(yīng)用,總結(jié)降塵噴霧裝置的關(guān)鍵構(gòu)件―噴嘴的設(shè)計(jì)原理與要點(diǎn),為霧霾治理裝置的設(shè)計(jì)研發(fā)開啟思路。
3 降霾除塵技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀
3.1 霧霾的形成
霧霾是一種天氣現(xiàn)象,是霧和霾的混合物。
霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)[3],當(dāng)大氣中因懸浮的水汽凝結(jié)導(dǎo)致能見度低于1 km時(shí),氣象學(xué)稱這種天氣現(xiàn)象為霧[4]。霧產(chǎn)生的條件[1]:低空濕度大,空氣接近飽和;大氣層很穩(wěn)定,風(fēng)速小,低空水汽不向周圍擴(kuò)散;存在冷卻條件。
霾是空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘W訉?dǎo)致的大氣混濁,當(dāng)水平能見度小于10.0 km時(shí),這種非水性形成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾或灰霾[1,5]。霾產(chǎn)生的條件[1]:控制當(dāng)?shù)氐臍鈭F(tuán)性質(zhì)穩(wěn)定;空氣中存在大量灰塵、硫酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏燃?xì)小霾粒子使大氣混濁。
2.2 噴霧降霾與除塵技術(shù)
2.2.1 噴霧降霾技術(shù)
由霧霾產(chǎn)生條件可知,對(duì)于霧霾防控主要是減少大氣中的霾粒子。首先必須從污染源頭上控制,其次是對(duì)污染物進(jìn)行穩(wěn)定化治理[1]。一方面,我國正在進(jìn)行更為嚴(yán)格的污染源控制;另一方面,針對(duì)霧霾治理裝置的研發(fā)工作開始起步。
浙江大學(xué)俞紹才教授[6]首次提出噴水地球工程方法清除空氣污染來解決中國城市的霧霾問題,建議通過安裝高空噴水裝置向大氣噴水以遏制霧霾,達(dá)到清污效果。湖北嘉灃環(huán)保科技有限公司根據(jù)微粒的電沉聚特性,研究出一種降霾節(jié)水的新技術(shù)[7],使含有水蒸氣與霧霾顆粒的空氣通過電場(chǎng),在庫侖力的作用下移動(dòng)吸附,最終實(shí)現(xiàn)回收水蒸氣及凈化空氣的目的。孫文婧[8]研發(fā)一類治霾照明一體化裝置,可根據(jù)PM2.5實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值自動(dòng)啟動(dòng)球狀水霧噴灑,在街道兩側(cè)實(shí)現(xiàn)照明和治霾的綜合功能。文獻(xiàn)[9]介紹了一類磁化水高壓噴霧除塵技術(shù),將高壓噴霧除塵與磁化水技術(shù)相結(jié)合,可明顯提高普通噴霧對(duì)粉塵的去除效率,對(duì)于治理城市PM2.5污染、減少霧霾具有現(xiàn)實(shí)意義。
2.2.2 噴霧除塵技術(shù)
結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)需求等,噴霧技術(shù)在除塵方面具有經(jīng)濟(jì)、簡便、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn),已得到廣泛應(yīng)用,相關(guān)噴霧除塵裝置的研發(fā)將為霧霾治理提供重要參考。
在煤礦防塵研究中,段軍等[10]指出水噴霧防塵技術(shù)在同類綜合除塵方法中效果較顯著;曹紹龍[11]指出高壓噴霧除塵技術(shù)是一種行之有效的降塵技術(shù), 有著廣泛的發(fā)展空間。孫新峰[12]將我國當(dāng)前煤礦噴霧防塵技術(shù)的應(yīng)用形式分為兩種:一種是在煤礦開采的機(jī)械上安裝噴霧裝置;另一種是利用多個(gè)噴霧器對(duì)粉塵含量比較大的地區(qū)進(jìn)行噴霧處理,其噴頭之間形成的水幕凈化風(fēng)流可使粉塵沉降。文獻(xiàn)[13]實(shí)現(xiàn)了液壓支架和放煤口自動(dòng)噴霧控制粉塵功能,總粉塵降塵率達(dá)85%左右,呼吸塵降塵率達(dá)60%~70%。
在建筑施工降塵研究中,吳前昌[14]研發(fā)了一種高空噴淋降塵系統(tǒng),將若干噴頭附著于塔式起重機(jī),依靠塔吊旋轉(zhuǎn)使霧狀噴淋降塵面覆蓋整個(gè)塔吊旋轉(zhuǎn)半徑范圍,可對(duì)空氣中揚(yáng)塵重點(diǎn)部位進(jìn)行加強(qiáng)型噴霧灑水降塵。劉洋等[15]介紹了應(yīng)用于建筑工地的一種同類型高空噴霧降塵裝置:利用建筑工地的塔機(jī)固定噴桿與噴嘴,通過塔機(jī)的回轉(zhuǎn)噴灑達(dá)到大面積噴霧降塵效果。
另外,張秋林等[16]研發(fā)的一種噴霧除塵裝置設(shè)置在鋼廠原燃料轉(zhuǎn)運(yùn)堆放區(qū)域揚(yáng)塵點(diǎn)上方,能夠顯著減少揚(yáng)塵,改善工作環(huán)境。
3 噴霧裝置噴嘴的設(shè)計(jì)原理
噴霧技術(shù)對(duì)于城市霧霾治理是一類可行的方法,但針對(duì)霧霾治理裝置的研發(fā)工作尚處于起步階段,調(diào)研現(xiàn)有的噴霧裝置設(shè)計(jì),特別是其關(guān)鍵構(gòu)件―噴嘴的設(shè)計(jì)對(duì)于霧霾治理裝置的研發(fā)很有必要。噴嘴按其霧化原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為:壓力噴嘴、超聲噴嘴、靜電噴嘴、兩相流噴嘴、旋轉(zhuǎn)噴嘴等[17]。
3.1 壓力噴嘴
壓力式細(xì)霧噴嘴是將噴嘴內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)化為液體的動(dòng)能,通過氣液之間的強(qiáng)烈作用實(shí)現(xiàn)液體的霧化。陳斌等[18]對(duì)單相霧化噴嘴進(jìn)行了試驗(yàn)研究,詳細(xì)討論了壓力對(duì)霧化效果的影響。劉乃玲等[19]具體研究了壓力式細(xì)霧噴嘴的霧化特性,分析了影響霧化顆粒物平均直徑分布的影響參數(shù),并利用因次分析得到了噴嘴霧化準(zhǔn)則的關(guān)系式。
3.2 超噴嘴
超聲霧化技術(shù)是利用超聲波霧化器激發(fā)高度密集的亞微米級(jí)霧,可在很低的液體傳輸速率下獲得相對(duì)高的霧化質(zhì)量。文獻(xiàn)[20]介紹超聲霧化技術(shù)是一種高效、節(jié)能、低成本的除塵技術(shù)。張小艷等[21]對(duì)水的超聲霧化技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了超聲霧化形成的微細(xì)水霧有利于呼吸性粉塵的捕集。
3.3 靜電噴嘴
靜電噴嘴是一種依靠電壓力促進(jìn)流體變形、破碎和霧化的噴嘴。孟祥金等[22]介紹了氣力式靜電噴頭具有噴霧效果好、可靠性高的特點(diǎn)。袁穎等[23]分析了影響荷電水霧除塵器除塵效率的主要因素,明確地表達(dá)了過濾風(fēng)速、噴霧量以及霧滴荷質(zhì)比對(duì)除塵效率的貢獻(xiàn)情況。郭軍團(tuán)等[24]綜述了荷電水霧技術(shù)的荷電方式與應(yīng)用現(xiàn)狀,指出利用荷電水霧治理PM2.5顆粒物將具有更好的效果。
3.4 兩相流噴嘴
兩相流噴嘴指利用空氣動(dòng)力促進(jìn)射流破碎與霧化的噴頭。陳斌等[18]同時(shí)對(duì)兩相霧化噴嘴進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得出了氣液兩相壓力對(duì)霧化粒子尺寸和流量的影響,并分析得到最佳的兩相壓力配比。徐方等[25]結(jié)合細(xì)水霧滅火要求和氣泡霧化技術(shù)特點(diǎn),研制了新型氣泡霧化細(xì)水霧噴頭,并進(jìn)行了噴頭流量特性的試驗(yàn)研究,確定了流量與壓力和氣液質(zhì)量比之間的變化規(guī)律。
3.5 旋轉(zhuǎn)噴嘴
旋轉(zhuǎn)噴嘴是利用離心作用和反作用力的推動(dòng)使液體均勻地向四周散布。劉偉[26]研制出新型自旋轉(zhuǎn)噴霧噴頭,可使霧粒細(xì)密,噴射距離遠(yuǎn),有效改善除塵效果。朱興業(yè)等[27]通過仿真方式對(duì)組合旋轉(zhuǎn)式射流噴頭噴灑均勻性進(jìn)行了分析,并指出噴灑系統(tǒng)布置的最佳組合間距。
4 噴霧裝置噴嘴的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
噴嘴設(shè)計(jì)的核心是內(nèi)流道設(shè)計(jì),包括噴嘴腔內(nèi)的流動(dòng)和腔外射流破碎的流動(dòng)[28]。因此,工作壓力與流量、水霧粒徑分布等特征參數(shù)對(duì)細(xì)水霧噴頭的性能具有非常重要的影響。
4.1 工作壓力與流量
通常認(rèn)為在噴嘴出口孔徑一定的條件下,只有提高工作壓力才會(huì)使流量增加[28]。Sayinci[29]確定了不同噴嘴類型、噴霧壓力、噴嘴孔尺寸對(duì)流量系數(shù)的影響。張小艷等[21]研究了不同噴霧流量下的霧化特性,指出水量在一定范圍內(nèi)增加時(shí),霧滴數(shù)量明顯增加,但超過一定值時(shí),水量的增加將阻礙霧化程度的提高。郭軍團(tuán)等[24]指出在保證小液滴比例不減小的條件下,應(yīng)盡可能增加噴霧流量。
4.2 水霧粒徑分布
王立軍等[30]研究指出對(duì)于任何噴頭,提高噴霧壓力都可使霧滴直徑減小;在相同噴霧量、相同壓力和相同霧錐角的情況下,空心錐霧噴頭產(chǎn)生的霧滴一般要比扁扇噴頭產(chǎn)生的霧滴小;噴霧量小的噴嘴產(chǎn)生的霧滴比噴霧量大的噴嘴小。劉乃玲等[19]分析指出水霧粒徑分布主要受噴孔直徑、噴霧壓力、液體的表面張力系數(shù)、空氣的密度、液體的粘性系數(shù)、液體的密度等參數(shù)的影響。
5 結(jié)論與展望
面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì),噴霧降霾除塵技術(shù)對(duì)于城市霧霾治理是一類可行的方法,開發(fā)相關(guān)噴霧裝置以有效緩解霧霾危害勢(shì)在必行。在此梳理了近年來關(guān)于除塵噴霧裝置的研發(fā)現(xiàn)狀,總結(jié)了噴霧噴嘴的設(shè)計(jì)要點(diǎn),希望對(duì)于降霾除塵噴霧裝置的研發(fā)帶來更多的了解和啟發(fā)。
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中圖分類號(hào):X82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)15-0161-01
一、前言
隨著我國機(jī)動(dòng)化、城市化以及工業(yè)化進(jìn)程的加快,空氣環(huán)境質(zhì)量越來越差,霧霾天氣日益增多,給人們的生活、工作造成了嚴(yán)重的影響,甚至威脅人們的生命健康安全。基于逾滲理論,當(dāng)廢氣排放量低于臨界點(diǎn)時(shí),其治理的可行性相對(duì)較高,這也給霧霾治理工作提供了可靠而有效的參考和依據(jù)。同時(shí),還應(yīng)該采用各種有效的戰(zhàn)略措施、技術(shù)措施加強(qiáng)霧霾治理,不斷的改善空氣環(huán)境質(zhì)量。因此,文章針對(duì)空氣治理中霧霾臨街狀態(tài)與治理方法的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、霧霾臨界狀態(tài)
基于非平衡統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論,可以將大氣粒子看做在三維空間中的晶體,相鄰晶格的大氣粒子之間存在相互作用,大氣中還存在一些塵埃,這些塵埃可以隨機(jī)的附著在大氣粒子上,當(dāng)覆蓋的塵埃數(shù)量達(dá)到一定程度后,大氣粒子被稱之為煙塵顆粒,并且密度超過特定數(shù)值后,便形成霧霾。也就是說,灰塵是隨機(jī)而不是均勻的覆蓋在大氣粒子上,當(dāng)大氣粒子上覆蓋了一些灰塵之后,會(huì)導(dǎo)致其表面積的增加,這樣會(huì)吸收更多的灰塵,進(jìn)而產(chǎn)生一種“優(yōu)先連接機(jī)制”,該機(jī)制以“強(qiáng)度”為核心。顯然,該系統(tǒng)符合無標(biāo)度系統(tǒng)屬性,若采用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行描述,可以將該系統(tǒng)描述為無標(biāo)度、隨機(jī)、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),同時(shí)可以將霧霾當(dāng)做是網(wǎng)絡(luò)的同步逾滲現(xiàn)象,具有一定的突發(fā)性,假設(shè)在二維空間內(nèi)存在一個(gè)排放源,其排除的氣體在該空間內(nèi)自由擴(kuò)散,最后在空間中“消失”,隨著氣體排放量的增加,該空間依然保持“純潔”,但是在某一瞬間,廢氣排放量達(dá)到某一值時(shí),該系統(tǒng)突然變成廢氣所標(biāo)記的顏色,此時(shí)該空間不再“純潔”,隨著廢氣排放量的增加,這種污染程度也逐漸的加重。以某城市為例,對(duì)該城市1983年-2013年的廢氣排放量以及空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查,值得注意的是PM2.5,該指標(biāo)是近年來新提出的一個(gè)觀測(cè)變量,以前并沒有該指標(biāo),參考PM10和PM2.5平均質(zhì)量濃度的相關(guān)性,Spearman秩相關(guān)系數(shù),P小于0.01,兩者的比值范圍介于0.31-0.96之間,計(jì)算平均值為0.72,這樣能夠大致估算出該城市1983年-2013年的PM2.5值,然后調(diào)整與之相對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的空氣質(zhì)量指數(shù)差異,能夠確定相應(yīng)的數(shù)值,具體如圖1所示,
圖1中,左邊為正常坐標(biāo),右邊對(duì)橫坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)數(shù)標(biāo)度,橫坐標(biāo)表示廢氣排放量,縱坐標(biāo)為空氣質(zhì)量指數(shù),為了能夠更加清楚的了解其變化狀況,將橫坐標(biāo)縮小1000倍,基于PM2.5、PM10獲得的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)小于1。當(dāng)廢氣排放量介于15000-17500之間時(shí),出現(xiàn)一個(gè)拐點(diǎn),該拐點(diǎn)后空氣質(zhì)量明顯降低,由圖1可知,我國空氣質(zhì)量依然處于臨界狀態(tài),尚未完全形成霧霾。同時(shí)也表明,如果廢氣排放量進(jìn)一步增加,空氣中顆粒數(shù)量達(dá)到甚至超過該臨界點(diǎn),則會(huì)顯著的降低空氣質(zhì)量,當(dāng)廢氣排放量處于臨界區(qū)時(shí),空氣質(zhì)量也處于臨界狀態(tài),一旦超過該臨界,系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)顯著的二次相變性質(zhì)。只要出現(xiàn)輕微的震蕩,將會(huì)導(dǎo)致帶起發(fā)生突變,該突變出現(xiàn)之后將會(huì)呈現(xiàn)非常明顯的非線性滯后效應(yīng)。這也表明,一旦形成霧霾,將會(huì)非常頑固,超臨界狀態(tài)的霧霾治理難度也相對(duì)較高。但是,基于逾滲理論,當(dāng)廢氣排放量低于臨界點(diǎn)時(shí),其治理的可行性相對(duì)較高,這也給霧霾治理工作提供了可靠而有效的參考和依據(jù)。
三、空氣環(huán)境治理中,加強(qiáng)霧霾治理的有效方法
1.治理霧霾的戰(zhàn)略措施
1.1 創(chuàng)新和調(diào)整驅(qū)動(dòng)能源結(jié)構(gòu)。通過探索新材料、新型能源為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展鋪路,在城市公共設(shè)施照明方面推廣和應(yīng)用太陽能,這樣能夠有效的降低城市設(shè)施的能源消耗量。在城市建筑設(shè)計(jì)過程中推廣和應(yīng)用小型太陽能供暖系統(tǒng)、蓄電系統(tǒng),這樣能夠有效的降低建筑能源消耗,實(shí)現(xiàn)建筑的清潔、節(jié)能、環(huán)保。工業(yè)企業(yè)應(yīng)該不斷的改進(jìn)生產(chǎn)工藝,應(yīng)用先進(jìn)的制造技術(shù),不斷的降低單位產(chǎn)值能耗,這樣能夠顯著的降低污染物排放量。同時(shí),政府還應(yīng)該充分的考慮城市環(huán)境容量,根據(jù)環(huán)境容量確定是否承接外來產(chǎn)業(yè),一旦超過環(huán)境容量,必須考慮產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,避免對(duì)環(huán)境造成不良應(yīng)先。
1.2 全民參與。霧霾治理不能僅僅依靠政府和科學(xué)家,每一個(gè)公民都是治理霧霾的參與者。因此,應(yīng)該喚起公眾的環(huán)保意識(shí),積極主動(dòng)的參與到環(huán)境保護(hù)和霧霾治理中,這是贏得空氣環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)勝利的重要戰(zhàn)略決策。在同霧霾戰(zhàn)斗時(shí),每一個(gè)公民都應(yīng)該從自我做起,如少抽一支煙、少放一點(diǎn)煙花爆竹、少開一天車、少浪費(fèi)一張紙、少用一盆水、節(jié)約一度電等,這些看似不起眼的小事,都是公民對(duì)霧霾治理工作的實(shí)際貢獻(xiàn),每天堅(jiān)持不懈,勢(shì)必能夠獲得空氣環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)的勝利。
1.3 調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在城市發(fā)展過程中,一些作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱的產(chǎn)業(yè),可能存在高污染、高排放以及高能耗等現(xiàn)象,這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)對(duì)空氣造成嚴(yán)重的污染,聽之任之,將會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染的進(jìn)一步惡化。因此,應(yīng)該對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,對(duì)上述高污染、高排放以及高污染的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)大力發(fā)展少污染、低排放以及低能耗的第三產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),這樣能夠有效的降低煙塵的產(chǎn)生與排放,同時(shí)還能夠降低能源損耗,一舉多得。
1.4 增大治理力度,加快環(huán)境整治進(jìn)程。為了增大霧霾治理力度,應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手:其一,完善相關(guān)法律法規(guī),將霧霾治理上升到法律層面,能夠做到霧霾治理有法可依、違法必究,在經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中,強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,重點(diǎn)突出環(huán)境保護(hù)的重要性,確定環(huán)境保護(hù)的優(yōu)先法律地位,在環(huán)境質(zhì)量允許的范圍內(nèi)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè);其二,加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管,由專門的環(huán)境保護(hù)部門以及監(jiān)管人員,采用分管的方式,明確監(jiān)管責(zé)任,保證相關(guān)部門在霧霾治理工作中各司其職,嚴(yán)厲懲治環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)和個(gè)人,進(jìn)一步加快環(huán)境整治進(jìn)程。
2 治理霧霾的技術(shù)措施
2.1 汽車尾氣排放控制技術(shù)。汽車尾氣排放已經(jīng)成為油煙排放的主要來源之一,也是造成霧霾的直接因素。加強(qiáng)汽車尾氣排放控制,已經(jīng)成為降低和控制PM2.5排放的主要措施。控制汽車尾氣排放的技術(shù)主要包括:源頭控制技術(shù),提高燃油品質(zhì),降低含硫量,開發(fā)系能源,如甲醇、CH4,改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),改善燃燒過程;尾氣凈化處理技術(shù),尾氣回收處理排放,采用三元催化器處理尾氣。
2.2 煤煙污染排放控制技術(shù)。煤炭燃燒產(chǎn)生的煙霧,是導(dǎo)致霧霾的主要原因之一,為了降低煤煙污染排放,應(yīng)該采取以下控制技術(shù):燃煤爐灶改造技術(shù),餐飲行業(yè)依然采用燃煤加工食品,針對(duì)該種現(xiàn)象,應(yīng)該對(duì)燃煤爐灶進(jìn)行改進(jìn),采用石油、天然氣或者電力代替燃煤;燃煤鍋爐改造技術(shù),燃煤鍋爐的煙霧排放量非常大,通過對(duì)燃煤鍋爐進(jìn)行改造,改造成燃?xì)忮仩t,能夠有效的降低煙霧排放。
四、結(jié)束語
總而言之,空氣環(huán)境治理中的霧霾治理工作,是關(guān)系到我國可持續(xù)、健康發(fā)展的大事,必須高度重視,全民參與,集群策群力,采用多種有效的戰(zhàn)略、技術(shù)措施,堅(jiān)持不懈的做好霧霾治理工作,才能夠見到實(shí)效,才能夠呼吸道清新、健康的空氣。
參考文獻(xiàn)