一、利用初中化学知识，让学生知道“雾霾”的组成
笔者通过查阅有关资料得知，雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物.雾的存在会降低空气透明度.如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结（或凝华）物的天气现象称为雾.霾，也称阴霾、烟霾，是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象.霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒.它们是两种不同的天气现象，而霾中含有对人体产生危害的成分.而我们现在身边的雾霾天气，是它们两者结合在一起，不但使天空变得灰蒙蒙的，而且还造成了严重的空气污染.
初中化学书本在空气污染内容中提到空气污染分为有害气体和粉尘两大类，空气质量日报中的“可吸入颗粒”、“PM2.5”、“沙尘暴”等都跟雾霾有关.简单说，雾是液体，霾是固体，“雾霾”天气就是空气中烟雾增加，导致空气污染严重.
二、利用初中化学知识，让学生了解“雾霾”的形成
氮氧化合物、二氧化硫和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成，它们成为凝聚核，使空气中的水蒸汽凝聚成水雾，同时与颗粒物一起阻挡光线，在一定的气候条件下形成了雾霾.凝聚核大致可分为：汽车尾气，如一氧化碳、未燃烧的氮氢化合物、氮氧化合物、含铅的化合物和烟尘等，碰上雾天，可转化为二次颗粒污染物；北方冬季烧煤供暖产生的废气，如煤中的杂质硫燃烧产生的二氧化硫、燃烧不充分产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物及炭粒；工业生产排放的废气，比如冶炼、建材企业窑炉燃烧排放的废气；建筑工地和道路交通产生的扬尘，还有露天烧烤、燃烧垃圾、燃放烟花.
雾霾天气的形成，利用初中化学知识解释就是说明空气受到了严重污染，空气污染的知识点在我们初中化学课本上多次介绍，如第二单元、第七单元，我们平时在上课时可以结合课本知识解释日常生活中的雾霾天气的现象，教育学生保护环境，让学生意识到保护环境的重要与紧迫.
三、利用初中化学知识，让学生认识“雾霾”的危害
“雾霾”引起的空气污染，首先危害的是人体健康，因为生命离不开空气.组成雾霾的成分是十分复杂的，有很多种颗粒物，有些可吸入颗粒物能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等病症.雾霾对人体呼吸道、肺、心脏等器官都有危害，能引起多种疾病，雾霾天气由于光线不足，还会影响人的情绪，使人抑郁、窒闷、情绪低落等.当遇到雾霾天气时，我们必须减少户外活动，体育课、体育活动课尽量安排室内，这样可以避免雾霾对学生的危害.“雾霾”引起的空气污染，还危害到交通运输，因为雾霾导致能见度降低.空气能见度降低后，机场、高速公路被迫关闭.
四、利用初中化学知识，让学生参与“雾霾”的防治
最近一年来，雾霾天气反复出现，对人类的危害不断加剧，怎样有效地治理和预防雾霾呢？根据雾霾的形成原因，解决雾霾的根本之道是减少污染源、降低大气污染物的排放.初中化学书中讲到的“合理利用化石能源”就能有效预防雾霾天气，如改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧，同时提高燃油标号，减少污染物的排放.使用脱硫煤减少空气中二氧化硫的含量，对污染排放严重的企业必须关停，也能对雾霾进行有效防止与治理.
[关键词]吸气式烟雾探测水电站应用
1概述
吸气式烟雾探测技术自上世纪70年代中期由澳大利亚首创后，在国外已得到广泛应用，作为一种先进的火灾早期探测技术进入我国已经有10年的时间了。在多个行业和领域得到了广泛的应用，具有极高的灵敏度、独特的采样方式、“零”误报率、无源的探测和传输方式等特点。水电站火灾报警系统的设计、施工、调试、验收应遵守和依据国家的标准、规范，主要有《水利水电工程设计防火规程》、《火灾自动报警系统设计规范》、《火灾自动报警系统施工及验收规范》、《吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范》等。火灾探测器的选择和布置是标准、规范中的重要内容，标准、规范中对各类探测器的选择和使用有一定要求和规定，在某些防火要求高，需要对火警初期作出迅速反应，但不适合使用点型和线型火灾探测器的场所，可以较好的使用吸气式烟雾探测器，水电厂一般距城镇较远，电厂设备多且分散，一旦发生火灾，危险性高、损失严重、影响面大，因此，要求火灾探测器能够尽早的探测出火灾信号。而发电机、电缆等设备的环境和运行要求对于传统探测器的安装、维护、使用存在困难，却可以较好的应用吸气式烟雾探测器。
2吸气式烟雾探测器的原理
吸气式烟雾探测器是一种基于光学空气检测技术发展的由微处理器控制的烟雾检测装置，而不是被动的等待烟雾的扩散，探测器利用其内部的吸气泵，通过分布在保护区内的采样管网，连续采集空气样品，经过滤器过滤灰尘后送至激光探测腔分析，激光探测腔采用激光散射方法探测空气样品中的烟雾粒子，探测结果经计算分析后给出准确的烟雾浓度值，并根据所确定的报警值发出火警信号，探测器具有故障、预警、火警输出功能。
3吸气式烟雾探测器的特点
(1)极高的灵敏度
烟粒子直径在10μm以下，该系统的灵敏度为0.004％～4％obs/m(传统探测器一般为5％obs/m)，比传统的高近1000倍。
(2)独特的采样方式
在普通PVC管上打个孔即可，还可用软管直接从被保护的设备里取样，因此，安装形式灵活多样、调试简单、保护范围更广。
(3)“零”误报率
灵敏度和误报率是一对矛盾，灵敏度越高，误报率也会越高。但吸气式烟雾探测器却能彻底解决这一矛盾，达到零误报的效果，这主要基于它采用了以下的技术：环境自动学习功能，可以对环境进行学习，然后根据所积累的信息自动设置灵敏度，以达到在任何环境中都能精确探测的目的；自动比较功能可以设置警报的延时输出，经过一段时间的比较，系统确信烟雾的稳定变化后再发出警报，从而避免由于环境的异常变化造成的误报；采用滤网装置，将非烟雾的灰尘等污染物在进气口就滤除掉；可调式分级报警功能，针对不同用户的环境要求实施不同的报警级别，以达到准确预报的目的而又避免误报。与传统探测器先人工设定灵敏度的方式恰恰相反，它是先人工设定自己可以接受的误报率，然后由机器根据实际环境自动设定灵敏度，因此误报率极低。
(4)无源的探测和传输方式
由于采用PVC管直接从被保护区域或被保护对象直接采取空气样本。探头与主机之间没有电源线和信号传输线，所以，可以在防爆场所和强电磁干扰场所大显身手，让传统系统望尘莫及。
(5)简单的管路安装方式
与传统探测器的布线不同，吸气式烟雾探测设备采用PVC管网布置，这样做的优点在于：安装极其简便，避免了繁琐的连线、安装调试工作。
1)安装形式多样，可以采用不同的布设方式，例如：架设在天花板的下方、地板的下方、回风口处等，以适应不同环境的要求。
2)可用于传统探头无法探测的区域，例如：变电柜、高架地板、电缆槽、开阔高挑空间、有易燃易爆物的场所等或是传统探头无法到达的地方。
(6)维护、保养方便
只需定期对抽取样本的PVC管道作气压式清洁，根据使用环境要求，定期的吹洗采样管道。
4吸气式烟雾探测器在大峡电站的应用
作为一种较为新型、技术先进的火灾自动探测技术在大峡水电站得到了较多的应用，《火灾自动报警系统施工及验收规范》和《吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范》对空气采样感烟火灾探测器的使用范围、设计、施工、调试、运行有明确的要求，《水利水电工程设计防火规范》中对水电厂设置火灾自动报警的场所和设备也有明确规定，其中发电机和电缆是重要部分，发电机是水电厂的主要设备，电缆在水电厂数量很多，位置分散，如这些设备发生火灾引起的后果严重、损失巨大。结合发电机和电缆的特点及运行情况在发电机和电缆处使用了吸气式烟雾探测器。
(1)水轮发电机部分
《水利水电工程设计防火规范》要求发电机风罩墙安装火灾报警装置，在水电站相关事故来看，由不足造成旋转运动机械部件引发发电机发生轴瓦烧毁和制动闸非正常摩擦等事故，发电机通常安装在较为密闭的空间，并且在许多部位安装有通风设备，造成保护区域内气流运动，给火灾探测造成困难。一般情况有以下几个问题，①由于通风系统造成的气流运动，一方面会使烟雾大幅度稀释，难以到达传统烟雾探测设备的报警阈值，另一方面，循环气流也会使烟雾难以达到探测器的安装位置，造成报警延误或漏报；②发电机在运行中有很大的电磁干扰；③传统探测器存在安装、维护困难等情况。而吸气式烟雾探测器可以很好的解决这些问题。因此，据水规要求结合发电机特点，我站在每台发电机风罩墙安装了吸气式烟雾探测器，可以为轴瓦、制动闸、定子、转子等设备提供充分的保护，每台机安装采样管55m，采样孔19个，每个采样孔的孔径3.5mm，每个采样孔测试报警响应时间12s，火灾报警信号联动发电机内水喷雾系统的电动阀。
(2)电缆部分
电缆遍布全厂各处，是连接全厂设备、传送信号的纽带，作用重大，因此电缆火灾应引起高度重视。电缆的绝缘材料多是可燃的，大多敷设在桥架、沟道、厂房内。电缆可能因敷设不当、中间接头连接不好或接头材料选择不当造成接头氧化脱焊引起火灾，长期过载、违章作业等原因也会引起火灾，当电缆起火时，蔓延迅速，扩大到其它场所形成新的着火危险点，燃烧产生大量有毒气体、烟气，威胁着人的生命安全，电缆着火点不易判明，电缆火灾一但发生很难扑救。实践表明普通感烟探测器报警时，电线、电缆已烧毁，无法再使用，已造成较大的事故和损失，这样，即使普通的感烟探测系统报了警也无济于事，必须早报警，要求电缆、电线刚刚出现过热，发出焦糊味但还没有生成可见烟，电线、电缆还没有变形时就报警，早期报警就能避免设备和线缆不受损伤。而吸气式烟雾探测器的灵敏度高，电缆过载产生的微量烟雾也可以探测到，火灾报警时间大为提前，使值班人员有充足的时间寻找火源，采取适当的措施，制止火灾的发生，避免和减少火灾事故的损失。因此，吸气式烟雾探测器对于电缆各处具有高效的报警作用，我站在电缆层、电缆桥架、电缆沟等多处使用了吸气式烟雾探测器，采用天花板式管路系统安装敷设，吸气式烟雾探测器的安装、调试较点型探测器和缆式探测器更为方便、快捷，火灾报警信号联动电缆各处水喷雾系统的电动阀，经试验火灾报警及联动系统动作正确。图1为电缆桥架空气采样管安装图。
关键词：雾霾；三北防护林；微颗粒悬浮物；防治措施
中图分类号：X513
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）19019903
1引言
雾霾是近几年北方地区冬季最严重的空气污染之一，严重影响了人们的生活、工作及身心健康，已不单单是环境问题，越来越成为社会问题[1]。
当气温接近0℃，相对湿度达到100%，在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下，空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使地面水平的能见度下降，这种天气现象称为雾，而由大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊大气现象被称为霾，世界气象组织对灰霾的定义是能见度小于5km，当霾和雾相互结合形成一种胶合体，就形成了雾霾。霾中的各类微粒，极易侵入人体呼吸道和肺叶中，引起呼吸系统、心血管系统、血液系统、生殖系统等疾病[2]。因此人们谈霾色变。对于雾霾的产生和危害仁者见仁智者见智，
刘太刚等认为房地产大跃进是导致我国雾霾常态化趋势的诸凶之首，提出了房地产的省市际合作限产的解决方案；张罡等指出了雾霾污染产生主要的原因在于我国工业化程度的不断推进下的粗放式管理，据此提出了防治雾霾污染的一些有效措施；王西洋等从分析雾霾形成的空间和时间的条件方面，提出了防治雾霾的几项措施；辛悦指出近地面风速的下降是产生雾霾的原因，大气环流、城市化建设、三北防护林建设是近地面平均风速减小的可能原因，于是网络上流行着三北防护林是造成今天雾霾的的原因，由于网络的影响，这一观点严重地影响到大众的心理及意识，为此国家林业局回应该观点无科学依据。如何理解三北防护林与雾霾形成原因之间的关系，首先应该从科学的角度来分析雾霾产生的原因，然后再讨论三北防护林与雾霾的关系，最后制定能够防治雾霾的方案。
2雾霾产生的原因
雾霾是雾和霾的胶合体，当空气中的微颗粒悬浮物积聚到一定程度，在天气比较潮湿的情况下，和空气中的水分（雾）相互作用形成胶体，这就是常说的雾霾，由于是胶体，这种物质很难扩散。由此雾霾的产生需要两个条件：一是要有微颗粒物，是形成雾霾的充分条件；二是在一定的气象条件下悬浮物积聚成一定浓度，并且要有雾的产生，是形成雾霾的必要条件。
2.1微颗粒悬浮物
微颗粒悬浮物是雾霾的主要成分，构成微颗粒悬浮物的主要成分是PM2.5，从微粒的几何特性上说其直径一般不超过2.5μm，其化学成分一般为工业排放的烟粉尘、二氧化硫、氮氧化物等。一般来源于汽车尾气的排放，燃煤工业锅炉的排放等。
环保部了《2017年中国机动车污染防治年报》，公布2017年全国机动车污染排放状况。年报显示，2016年全国机动车排放污染物初步核算为4472.5万t，其中，一氧化碳3419.3万t、碳氢化合物422.0万t、氮氧化物577.8万t、颗粒物53.4万t，已成为我国空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。
根据《燃煤锅炉烟尘和二氧化硫排放总量核定技术方法—物料衡算法》燃烧1t煤，产生大约16kgSO2，1万m3废气，产生200kg烟尘，冬季北方地区的采暖也是产生微颗粒悬浮物的主要因素。
2.2微颗粒悬浮物集聚的原因
一般有了微颗粒悬浮物还不足以形成雾霾，只有当微悬浮物积聚到一定浓度，才具备了形成雾霾的必要条件。造成微颗粒悬浮物聚集的主要有如下因素。
空气气压低，空气不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。大气的流动形成风，风搅动空气中的悬浮物流动，不易形成集聚，但在冬天由于地面温度低而空气中的温度高造成的逆温效应使得空气不再向高空中流动，使得地表面空气相对静止，空气污染物不能排出，使得微颗粒悬浮物的浓度越来越大。
2.3地表一定的湿度
在悬浮微颗粒积聚到一定程度的情况下，只有具备了一定的湿度，微颗粒物和水相互混合，形成了胶体状物质，雾霾才得以产生。
我国北方地区，秋冬季节昼夜温差比较大，白天空气的温度高，空气中所能容纳的水汽多，夜里温度降低空气中所含水分变少，多余的水汽就会凝结出来，变成很多小水滴，悬浮在近地面的空气层里，就形成了雾。当地面灰尘大，空气湿度低，地面的人和车流使灰尘搅动起来，于是就形成了胶体状的雾霾。
随着温室效应的出现，全球气温变暖增加了地表水的蒸发力度，使得空气中的水分增多，增加了雾霾产生的机率。
3三北防护林对雾霾的影响
1978年启动“三北”防护林体系建设工程，使得“三北”地区森林植被有了较好的恢复，生态环境得到了较大改善，同时，也促进了当地经济社会的发展，其防治沙尘暴的直接作用主要是减弱动力。虽然大气环流形成的大风不是人力所能消除的，但是通过加强林草植被建设，可以减弱地表风速，达到减轻沙尘暴的效果。通过林业生态建设，保护和发展农牧业生产力，减轻对沙质土地的经营压力，反过来促进植被恢复和发展，达到减弱动力源和物质源的双重效果。
风的产生主要是由于气压冷热不均造成。我国的冬季，风从陆地吹向海洋，加上地转偏向力的作用，形成西北季风。我国北方的西伯利亚和蒙古人民共和国等地区冬季非常寒冷，蕴藏了大量的冷空气。在西北风的作用下冷空气强势南下，将停留在我国东南部的暖空气挤走，并补充进来大量干燥而寒冷的冷空气，减少了空气中的湿度，在一定程度上减少了雾霾的形成，这也许是有些人认为三北防护林是产生雾霾的原因，但是西北风严重影响着人们的生活习惯，比如我国北方地区冬季供暖，天气越是寒冷冬季供暖需要的能量就越多，燃烧的煤炭就越多，排到大气中的微颗粒就越多，造成的大气污染源就越大；天气越是寒冷，人们外出乘坐汽车的欲望就越大，汽车的尾气排放就越多，这些又增加雾霾产生的倾向。
前述雾霾产生的原因中大气中的微颗粒悬浮物是雾霾产生的充分条件，冬季的逆温效应以及地表大雾的产生是雾霾产生的必要条件，而这些原因和三北防护林不存在必然的联系，间接地，由于三北防护林减缓了冷空气的入侵速度，改变了人们的冬季生活习惯，有着减少增加天然气等颗粒悬浮物的趨势，从这方面分析三北防护林对减少雾霾还有着一定的作用。
三北防护林防砂、固沙，增加了地表植被，植物的光合作用消耗了大量的二氧化碳，从长远意义上减轻了温室效应，对防治雾霾起着积极的作用。
考察三北防护林对雾霾的影响应该全面、辩证地进行，不要凭直觉简单地下结论，从以上分析可知三北防护林对于防止雾霾有着积极的意义。
4雾霾的防治措施
在分析了雾霾产生的原因的基础上，从雾霾产生的充分和必要条件条件入手，制定防止雾霾的措施。雾霾的防治包括两层含义，即预防与治理。
4.1雾霾的预防
雾霾的预防就是从根本上减少雾霾形成的因素，使得雾霾形成的充分必要条件不能形成，减少雾霾的形成机率。
4.1.1减少大气中的微颗粒悬浮物
减少大气中微颗粒悬浮物是一种釜底抽薪的办法，也是最行之有效的办法，冬季大气污染集中在汽车尾气和燃煤锅炉方面，主要从这两方面着手制定措施。
（1）从政府层面上要调整我国的能源结构，优先发展新能源技术，减少煤炭燃烧的规模，增加天然气等清洁能源的比例，基本消除燃煤所产生的烟尘、二氧化硫和氮氧化物。
（2）减少汽车尾气的排量带来的危害，提高机动车尾气的排放标准，对于普通个体，提倡绿色出行，如建议每周少开一天车。
4.1.2增加地表植被
提倡植树造林活动，增加地表植被，利用植物的光合作用吸收二氧化碳，减少温室效应也是预防雾霾的一个措施。
4.2雾霾的治理
雾霾严重威胁着人们的健康，此时需要对雾霾进行治理，本质上是对具有胶体特性雾霾进行收集和分解，最简单的办法是在室内设置空气进化器，在室外设置雾霾净化塔，也有学者提出建立城市雾霾净化系统，即将高处的雾霾空气后输送到地表，形成一个循环，也是治理雾霾的一个方法。
可见，雾霾的防治重在防，只有从源头上减小或消除产生雾霾的条件，才能打赢治理雾霾攻坚战，近期由于我国能源结构处于转型期，产生一定的雾霾也是不可避免的，公众不必谈霾色变，要用积极的心态来面对，积极利用各种治理雾霾的手段，来减少雾霾对人们身心健康的影响。
5结语
雾霾严重影响到人们的身心健康，既是一个科学问题，同时也是一个社会问题，通过对雾霾产生的原因进行分析，剖析了三北防护林对雾霾的影响关系，提出了雾霾的防治措施，得出了如下结论。
（1）大气中的微颗粒悬浮物是形成雾霾的充分条件，冬季大气中的逆温现象以及多雾的气象条件是形成雾霾的必要条件，只有当这些条件都具备时才能形成雾霾。
（2）三北防护林虽然减缓了冬季季风的强度，但综合考虑三北防护林的作用，它不是雾霾产生的根本原因，从长远意义上三北防护林对雾霾的防治有着积极的意义。
（3）从源头上减少微颗粒悬浮物的排放量才是治理雾霾的根本原因，优化我国的能源结构，提倡绿色出行是减少微颗粒悬浮物的重要措施。
（4）全球变暖加大了雾霾的产生的机率，呼吁人们行动起来认真履行《巴黎气候变化协定》以减少温室气体的排放量，同时要增加地表植被，消耗大气中的二氧化碳，有助于减少温室效应的产生。
作者：张耀民等
参考文献：
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[3]刘太刚，龚志文.华北雾霾区域合作治理的治本之策：房地产的省市际合作限产[J].天津行政学院学报，2015（3）：37～43.
[4]张罡.雾霾污染的成因与防治对策[J].绿色科技，2016（14）：111～112.
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[8]佚名.林业局回应雾霾与三北防护林有关：无科学依据[EB/OL].[2015-12-29]新民网.