[发明专利]一种治理雾霾的方法

说明书

技术领域

本发明属于雾霾治理技术领域，具体涉及一种治理雾霾的方法。

背景技术

近些年，国内工业经济的迅猛发展，造成了空气质量的严重恶化，雾霾天气出现的天数日渐增多。PM2.5颗粒物是构成雾霾的主要成分，对人体伤害最大，这些存在于大气中直径小于或等于2.5微米的细颗粒物密密麻麻悬浮在空气中，肉眼几乎不可见，人在呼吸的时候就随着空气进入呼吸道和肺部，引起气管炎、肺炎等疾病，危害人体健康。

关于大气污染，特别是雾霾的成因，目前有各种说法，如汽车、工业、燃煤中放射性核污染、抽烟中的尼古丁等，众说纷纭。

1、逆温条件：

正常气温是随高度增加而降低，即海拔每上升100米，气温降低约0.6℃——平均气温垂直递减率γ。当气温垂直递减率γ<1℃/100m时，大气呈稳定状态，气温随高度减小量较小或不变。在北方，当温度降至零度以下，从地表到高度200-800米的范围内，会产生一个“逆温层”。这时，温度随高度增加不是降低，而是增加，并且在一定高度上达到峰值，即逆温层的顶界。在一般情况下，逆温层为200-800米厚，底界海拔0-200米，顶界800-1000米。

图4为北京市南苑气象站1999年10月观测到的逆温层结构(1998年10月29日08:00，韩志雄，2000)其中横轴为气温℃，纵轴为海拔高度(米)。从图上可以看到，在地表温度仅5℃，而在900米处，温度达到峰值11-14℃，在900米以上温度随高度增加而降低。

液态水的比热容是4.19kJ/(kg*K)，岩石的热容在0.7-0.9kJ/(Kg*k)，空气的比热容约是1.4kJ/(kg*K)。据此，1立方水升高1℃所需要热量相当于大约4000立方空气升高1℃，因此在冬季温度很低的地表(冰和岩石)，增温很困难，需要大量热量，若有雾时，白天会遮档了阳光，地表更无法吸热，很难快速升温到0度以上；而100-1000米高度的雾层顶部则很容易在阳光的照射下升温，地表比高度温度低，这就形成大气逆温现象，它是形成雾霾的首要条件。

2、污染成因综合分析：

只要有人类活动就会有颗粒物的排放，这些颗粒物-污染物的去向有两种，一种是靠风侧向带走并稀释；二是靠垂向对流。

在正常情况下，可以通过风带走颗粒物到远处稀释或分解；或在稳定度差的天气，通过大气的热对流活动，即地表附近的温度较高的气体上升，上升至“自由对流高度”，而高空冷空气下沉，实现物质交换，这样近地表的颗粒物正常扩散至空中并稀释、分解。垂向对流是一个动态平衡过程，人为排放速度大于自然对流速度，则显现污染；排放速度小于对流速度，则无污染显现，这一般出现在人口较少的地区。

图5为熏烟型扩散模式：封闭型扩散模式、开放扩散模式。若逆温层很低或没有，则是开放扩散模式，污染可以通过对流自净。

从产生污染的各种要素来看，污染产生的必要条件是逆温层的存在。

污染的来源基本上是“自身”造就的，即本地污染源。当然本地污染源局部也会小范围的扩散，但大范围迁移是不可能的。在正常情况下，日出后逆温就会慢慢消失。其前提是地表能接受太阳光，并快速升温。但是，在空气相对湿度较大、地表较冷的条件下，该现象很难消失。

目前已经有很多支持本地源的论述。刘秋欣(2007)利用MS-Urban大气扩散模型和二重源解析技术，联合模型对鞍山市尘源进行了分析，认为在采暖季，燃煤尘贡献率114.22μ/m³，远大于其它污染源，是其它源的总和77μ/m³的近两倍，其次是冶炼尘，机动车尾气排第三，在非采暖季，机动车也仅排放最低。李金洪(2001)对民用散煤进行了研究，得出型煤和烟煤含碳量分别为70％和59％，在其烟尘均含有较高碳质组分，该组分在型煤烟尘中占25％,烟煤烟尘中占28％。李璇(2015)研究了2013年1月北京市PM2.5的来源，认为本地源贡献率为34％，周边河北占26％。薛亦峰(2016年)通过模型模拟分析了北京市2015年12月的重污染天气，说明采暖带来的本地源是主要因素。

据此，申请人提出大气污染形成模式如下：在白天湿度一定的静稳天气条件下，夜晚较低温度将会使相对湿度增大，而空气中饱和水含量减少，富余的水分析出形成雾；至早晨雾气遮挡阳光，地面不能接收阳光而升温，当上午阳光照射到雾层顶部，200-800米高的空气中时，可使此段空气层快速升温，形成逆温层(盖子)；本地污染颗粒物会一直排放，无法通过盖子向上扩散实现垂向对流，造成污染聚集。

3、目前我国雾霾治理现状：