大面积持续雾霾是由“核雾染”造成的?这个疑问在互联网上发酵了一个多月。
疑问源于一篇题为《中国煤炭工业的崩溃和核雾染灾难》的博文,作者马可安自称是物理博士。按其说法,华北雾霾经久不散,是因为空气中漂浮的粉尘颗粒是带电的,而带电原因,是来自内蒙古自治区大营地区煤矿的放射性铀。
也就是说,在马可安看来,华北雾霾与核辐射有关。他把导致雾霾的核辐射称为“核雾染”。
“以上关联,完全是我自己的理论推断。”美国西部时间2014年1月11日凌晨4点,自称在美国西海岸从事电脑行业工作的马可安给中国青年报记者发来邮件。尽管坚称推断合理,但他承认,自己没有数据证明雾霾与核辐射相关。
多位煤炭、原子能、大气等领域的受访学者均表示,马可安的推断缺乏直接证据支撑,一些关键问题还存在科学、逻辑错误。
记者注意到,国家核安全局官方网站公布的辐射环境监测数据显示,2012年8月至今,全国辐射环境自动监测站空气吸收剂量率均处于“正常水平”。
在科技网站果壳网,也有人质疑道:“假设真如作者所认为的,大批的铀资源已经成为大气颗粒物飘散在空中了,中国处于中纬度西风带,下风向的韩国、日本甚至美国恐怕早已经接收到了中国飘去的‘核雾染’了吧?……若中国真的输送了大量的铀污染到邻国,我们的邻居为什么一点反应都没有呢?为什么那么多天天组织各种抗议活动的环保NGO也完全不知道这件事呢?难道世界上所有人都还被蒙在鼓里,只有原帖作者这个极度聪明的人洞悉了真相?”
“我灵机一动,觉得这之间必然有联系”
2013年11月22日,马可安在社交网站发表了博文《中国煤炭工业的崩溃和核雾染灾难》。该文在其微博上有数十万次阅读量,并被网友转至微信朋友圈等社交平台。
马可安告诉中国青年报记者,他对所谓“核雾染”的关注始于2013年年初。当时,他阅读了一篇英文报道,称内蒙古发现了与煤矿伴生的大铀矿,专家既担心铀资源被糟蹋,又担心造成核污染。
“最初我并没有非常在意。”马可安说,后来,他注意到中国的雾霾问题近一两年突然严重起来。
另有三件事走进了马可安的视野。一是部分专家对连日不散的雾霾感到疑惑;二是他认为中国汽车行业近年来采用新技术,尾气排放效果比过去好;三是他发现内蒙古煤炭产业近几年发展迅速。
“这几件事结合起来,再加上我的物理功底、物理直觉,我灵机一动,觉得这之间必然有联系,马上联想到核辐射可以电离气体分子,而电荷可以促使雾霾发生。”马可安认为,此间存在新的物理问题。
马可安自称的物理学背景多次被媒体公开提及。在拥有3000余名粉丝的微博中,他的头像背景为美国加州贝城,个人简介是“物理博士、电脑工程师、业余投资家、财经评论家”。
微博资料显示,马可安1986年进入美国圣地亚哥大学(University Of San Diego)读书,1995年进入某跨国公司工作。其个人主页是美国某财经网站开发的博客,马的博文多与经济相关,且自称进入IT行业前曾有科学研究背景。
记者注意到,马可安在博客中的英文名为Mark Anthony,而其QQ空间的评论中亦有人称其为Anthony。
不过,圣地亚哥大学毕业生处在回复中国青年报记者的邮件中称,经大学教务处查询,没有找到名为Mark Anthony的学生的入学记录。
圣地亚哥大学公共事务处则表示,该校物理学科只颁发学士学位,没有颁发博士学位。
对于教育背景、研究领域等问题,马可安不愿向记者透露详情。他说,除了现在美国西海岸从事电脑行业工作、业余时间做许多学术上的探讨之外,其他情况都不重要。
“我研究的领域也不重要,因为我现在已经没有再做那方面的研究。但是我确实各领域的学识都很渊博,有独到见解,我可以毫不费力地和不是自己领域的专家辩论非常专业的问题。”马可安回复记者。
铀矿石数据是个人“很粗略的数量级估算”
在马可安的设想中,华北雾霾成因与内蒙古自治区大营铀矿有关。博文称,该矿“煤和铀矿石混在一起,难以分开”,“许多铀的成分渗透到煤之中,随煤产出而运销至各个煤炭消耗点”。
《中国国土资源报》报道,大营铀矿位于内蒙古中部地区,发现于2012年11月,是国内当时最大规模的可地浸砂岩型铀矿床,累计控制铀资源量名列世界前茅。
报道称,大营铀矿的发现思路是“煤铀兼探”,因为煤炭勘查区与不久前发现的一处铀矿床在地层层序上是上下层的关系。
马可安在博文里算了一笔账:内蒙古煤矿年产量10亿吨,若其中10%掺杂进了铀矿石,每年就有1亿吨铀矿石被糟蹋。
他进而认为,若按照千分之二的品位计算,上述1亿吨铀矿石含有20万吨放射性铀,它们经燃煤发电厂燃烧后会散发到城市各个角落,造成“严重的环境生态核放射雾染”。
这些数据是否准确?马可安在回复记者的邮件中承认,所挖煤矿有10%混入铀矿石,这是自己“一个很粗略的数量级估算”。不过,他没有给出估算依据。
记者注意到,所谓“1亿吨铀矿石被糟蹋”,其计算方法是将内蒙古全境的煤矿年产量乘以“粗略估算”的10%。但事实上,内蒙古全境并非都像大营地区一样同时有煤矿和铀矿。
另据国际能源机构和经济合作与发展组织核能机构联合发布的《铀2009:资源、生产和需求》报告,截至2009年1月,全球已探明的铀矿储量为630.63万吨。这,比所谓“1亿吨”少得可怜。
马可安在邮件中说,即使不考虑混入铀矿石,煤炭本身也会含有超高的铀。他援引一位学者的研究数据称,这个比例“平均也有百万分之三”。
对此,清华大学热能工程系煤燃烧工程研究中心主任姚强表示,通常而言,煤中的铀元素非常微量,完全不会造成任何危害。
研究煤层气勘探与开发的中国地质大学教授王小明告诉记者,铀矿是国家战略资源,国家对铀矿的保护非常严格,与铀矿距离较近的煤矿是不允许开采的,因为可能破坏到铀矿。
他说,煤矿开采之前要先做一个评价,包括检测微量元素,如铀含量高,也不允许开采。
退一步说,假设含铀的煤真的进入燃煤发电厂,会有多少铀“散发到城市各个角落”?在北京大学粒子物理与原子核物理专业副教授郭秋菊看来,煤燃烧环节,铀进入空气的可能性“很小很小”。
“铀是一种天然放射性核素,随便从公园抓一把土起来,里面就会有。”郭秋菊说,煤燃烧之后会剩下一些无法燃烧的无机物,其中包括铀等天然放射性核素。同时,煤燃烧后产生的放射性废物是固体,在锅炉燃烧环节,粉煤灰进入不到大气中去。
东北大学矿产普查与勘测专业副教授黄大威也表示,金属铀燃烧后会变成粉尘或以气溶胶的形式出现,如果没有物质与其化合,性状不会改变。至于辐射量,要依据铀实际进入原料的数量来判断,如果浓度未达到一定的量,再怎么燃烧也没有用。
“假如说铀在煤里,燃烧后它很大一部分还在锅炉内。”黄大威说。
雾霾与核辐射有关的说法无数据支撑
按照马可安博文的说法,因燃煤产生的放射性铀粉尘不仅进入了大气,而且电离了“大量的空气分子和粉尘颗粒”,最终形成“终日经久不散的华北雾霾现象”。
但是,马可安承认,他并没有掌握华北雾霾与核辐射直接相关的数据。“铀含量高到多少,是否足够引起严重雾霾,这是我的猜测,需要实验数据证实”。
中国青年报记者了解到,早在2003年,北京大学副教授郭秋菊即开始在北京全年监测氡气和雾霾的关系,结果发现氡气与雾霾没有一对一的必然关联。
氡气是空气中原本就含有的稀有气体之一。郭秋菊告诉中国青年报记者,铀是天然核素中最重的一个,通常为颗粒物,想要进入空气是非常不容易的,而铀有衰变链,衰变链上唯一一种气体是氡。
她解释,之所以选择氡气监测,是因为氡气是放射性的,灵敏度比较高,测量起来相对简单。
她发现,当区域环境大气相对稳定、没有对流扩散时,雾霾严重程度会增加,氡气也会增加。但这并不能证明雾霾与氡气有关,因为此时不仅是氡气,包括其它气体、颗粒物在内的所有污染物都会浓集。
“雾霾的产生和铀一点关系都没有。”郭秋菊实验分析之后认为,从物理机制上来说,雾霾发生时,颗粒物增多,像氡这种放射性核素附着颗粒物上的几率就会增加。“像沙尘暴,你一测,肯定会测出很多天然放射性核素来。”
事实上,国家核安全局官方网站公布的辐射环境监测数据也显示,2012年8月至今,全国辐射环境自动监测站空气吸收剂量率均处于“正常水平”。
这意味着,我国并未监测到马克安所言的核污染。而其实,核污染仅指核物质泄露带来的污染。
清华大学核研院教授王捷告诉中国青年报记者,国家核安全局公布的数据是由各个法定测量站定期汇报的,数据可靠性较高。
但马可安坚称其理论“看来是唯一合理的解释”。他认为,雾霾在一些低湿度的情况下发生,而PM2.5严重超标不是雾霾终日不散的理由。
北京大学大气科学系副教授张庆红告诉中国青年报记者,雾霾现象存在已久,北京2005年前后的雾霾也挺严重,但那时关注程度不如现在。
张庆红说,大气中存在多种污染物、颗粒物,吸收水的气态分子之后,空气中的固态物质就“被长大”了。之后,光不容易透进来,造成能见度降低。“实际上,雾跟霾是两回事。霾的形成,一是由于人类的排放,二是依赖于天气条件。”
张庆红分析,通常而言,大气中的水越多,雾霾的可能性越大;天气干燥时,雾霾较少。但她强调,排放、天气这两个原因缺一不可。
“比如,相对湿度在60%,如果排放特别多、污染特别严重,也会产生霾;相反地,如果相对湿度在80%,但大气非常干净,也有可能没有。”她说。
据媒体报道,中国科学院大气物理研究所近日研究结果显示,研究人员对北京地区PM2.5化学组成及源解析季节变化研究发现,北京PM2.5有6个重要来源。马可安所称的“核雾染”不在其中。
这6种来源,分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶。
在中国科学院院士何祚庥看来,马可安所称的煤矿,烧掉了多少铀,排放到大气中又有多少,必须深入调查,没有数据就没法说话。
他说,造成雾霾的原因有很多,而大气当中本来就有铀,铀对雾霾的影响比重有多大,必须有数据支持。何祚庥强调,讨论这个问题,如果没有定量,是没有意义的。
“有可能最终事实证明我把雾霾归于铀辐射是错的,那没有什么,错了就错了。”马可安回复记者称,但是,他不大相信他会错。
原文(马可安):中国煤炭工业的崩溃和核雾染灾难
冥冥之中, 一场空前的生存灾难正在中华大地悄悄上演,这场灾难影响的讲不仅仅是我们这一代和未来几代,而是未来的千秋万代。因此必须大声疾呼,引起公众广泛注意,促使官方立刻采取措施,终止这场灾难的继续!须知,强敌入侵或者自然灾害,只能够祸害一代人,死亡若干百万人口,灾难过后迅疾恢复。而我看到的这场灾难,直接危及的是这块土地以及在这块土地上的人的根本生存,这场灾难只有进行时,永远没有过去时。要终止它,现在就必须采取行动。
这场灾难和三样众所周知的东西和一样鲜为人知的事实有关系。三样众所周知的事情是中国北方的煤炭资源,中国内蒙新发现的世界第一大铀矿资源,以及华北日益严重的空气雾霾污染。但它们之间的联系也许和你想象的大不一样。而一件鲜为人知的事实是不知从何时起,腾讯微博和其他互联网上,核雾染三个字(雾=污)被列为无法搜索的禁词。中国的污染严重,包括水污染,空气污染,土壤污染,食品污染等等。这些词都可以搜。中国有核雾染?可能你闻所未闻。为什么这个词列为禁词,究竟发生了什么?我的第一个反应是,是不是哪里的核反应堆或者核电站出了什么问题?外媒对此没有任何报道,如果核设施出了问题,肯定是瞒不住的。因此可以排除这个可能,那么为什么这三个字变成禁词呢?这令人百思不得其解。我在这里提供答案。
但是先说说煤炭。我曾撰文指出,煤炭资源极为有限。地球上的煤炭资源来自远古植物。植物吸收二氧化碳,放出氧气。大气层里的氧气量可以精确估算出来。据此可以估计地球上有机物的数量和各种化石燃料的蕴藏量。根据科学推算,中国原有的可采煤炭资源量,不会超过一千亿吨。现已开采过半,2012年当属中国的煤炭峰值年,每年开采近四十亿吨,绝不可持续。再有十几年,本国资煤炭源消耗殆尽。一旦世界石油资源枯竭,本国煤炭资源也告罄,没有了能源供给,中国十几亿人口,何以生存?这是一场空前的生存灾难。但中国的生存灾难还远远不限于资源枯竭,因为中国的土地也在面临一场空前的浩劫。
继续叙说煤炭。中国煤炭工业是极残酷的带血的工业。煤矿工们有一种病,叫做煤尘病。你在煤矿井下挖煤,通风不良,空气浑浊,各种机械操作产生巨量的煤炭尘埃,你手上脸上身上全是煤尘。工作一天的煤矿工,一个个象从黑灰里捞出来,除了眼白和牙齿是白的,其余全是黑的,需要沐浴更衣。可是皮肤上的粉尘可以洗得掉。呼吸进入肺部的煤尘是洗不掉的,也无法被身体排出,也不会腐烂掉,会永久停留在肺部。于是肺部组织就长出各种纤维试图包裹这些外来颗粒。时间长了以后,肺部全部变黑,长满硬硬的纤维,失去弹性,寻常人轻而易举的每一次呼吸,都变成非常艰难痛苦的挣扎。这就是煤尘病。煤尘病无法治疗,只能等死。这是个非常痛苦的缓慢死亡。病人的任何姿势都不舒坦,只能跪着,最终以跪姿去世。这是一个发病率非常高职业病。在井下工作,你不可能不呼吸,不可能不吸进煤尘。天天吸进煤尘不可能不得煤尘病,只是程度轻重而已。程度轻的没有什么症状,只是觉得会经常咳嗽。煤尘病在脱离矿工工作后,会继续发展恶化,肺部不断长出新的纤维,直至最后肺部功能全部丧失。
要扼制高发的煤尘病,就必须改善通风除尘条件,使用大量的水喷洒压制煤尘。但是中国煤炭基地多处于极度缺水的区域。水资源和煤炭开采构成尖锐的矛盾。没有足够的水压制煤尘,再加上矿井越挖越深,通风条件愈加恶劣,更加剧大量煤尘病病例的产生。
煤尘病一年杀死多少人呢?据王克勤先生发起的大爱清尘公益组织保守估计,全中国至少有六百万严重尘肺病病人,绝大多数是煤矿工。如果其中有五百万病人是煤尘病,发病后平均生存年限是五年,算下来一年死亡一百万。也就是中国的煤炭工业一年夺去一百万条人命。这是为开采煤炭付出的相当高昂的代价。即使是贫穷的地区,生命亦值得珍惜。无怪乎现在的煤老板愿出一个月超过一万元的基本薪水,也招不到足够数量的煤矿工。廉价劳动力的枯竭,而不仅仅是资源的枯竭,使中国煤炭业面临崩溃的边缘。
前面提到煤矿矿井越挖越深,这个问题非常严重。因为哇煤矿不是可以任意地挖深的。几年前中国北方煤矿的平均深度是450米。去年已经达到平均600米深,这个平均深度还在每年增长二三十米深。只要地底下更深处还有煤,我们是否可以无限制挖深呢?
煤矿是不可以无限制地挖深的。地底深处,因为上面地层的巨大重量,产生极大的压强应力,极易引起洞穴塌方。地底下600米深的土层内的压强有三百个大气压那么高。也就是一平方厘米有三百公斤的压力。没有什么人工材料可以抵抗这么大的压力,只能依赖坑道壁的土层自己承受这样的压力而不崩塌。可是中国北方产煤的三个省区,山西,陕西,内蒙,属于黄土高原。其土质为历经几千万年的风沙尘土积累而成。土质细松软微。挖矿井不深的时候非常容易挖,可是达到一定深度之后,松软的土质就是一个非常头痛的问题,因为它承受不了地层的巨大压力,要坍塌。需要耗费非常高昂的支护材料和设施来维持坑道不塌,可是挖煤的作业面还是暴露的,随时会崩塌。因此,到一定的深度,即使地下还有煤,也只能望煤兴叹,无法深挖,够不着了。这是中国煤炭业面临崩溃的又一个重要原因。
这个问题有多严重?看看关于山西煤炭采空区的报道就知道了。山西全境面积15万平方公里,有煤的地下有5万平方公里。现在地面随时会坍塌的采空区,就有2万平方公里。采空区地面会坍塌,说明地下大有问题。照理,即使地下的煤都已采空了,采煤时留下的地下坑道还在,其支护结构还在,因为不会有人冒险拆除这些支护结构。那么只要地下的空坑道不坍塌,地面怎么会坍塌呢?如果地面坍塌,就说明地下的坑道已经支撑不了压力,先坍塌了。这也就说明采煤矿井达到的深度已经接近物理极限,极易坍塌了。两万平方公里的采空区,说明山西陕西离可采煤炭资源的枯竭,实在不远了。
现在该谈到内蒙鄂尔多斯的煤矿资源,以及当局讳莫如深的三个噤若寒蝉的字眼,中国的核雾染。若干年前,因为偶然的原因,有人发现北方一些热电厂的周围存在惊人的高辐射区域。其辐射量超过核电站周围核辐射量的几百倍。一开始怀疑核材料失窃。追查的结果发现高辐射来自发电厂的燃煤。进一步发现这些高辐射煤来自于内蒙煤矿。于是由此追踪发现了世界第一大的内蒙大营区域超大型铀矿。一举摘掉了中国贫铀国的帽子。这为发展中国的核武器和核电工业奠定了优越的资源基础。
不幸这件中国来自不易的国宝,尚未得到利用,已经被摧毁。内蒙铀矿并非独立矿。科学家研究其成矿机理,是和远古煤炭一起形成的。是煤和铀矿石混在一起,难以分开。更有许多铀的成分渗透到煤之中。随煤产出而运销至各个煤炭消耗点。
这就引致两个巨大问题。一个是铀矿资源未经开采,就因煤矿的无序开采而被糟蹋了。第二是严重的核辐射污染随煤炭的燃烧而播撒到中国各大城市,造成无法收拾的环境破坏和生态危机。先讲讲第一个问题。该铀矿品位极高,含铀千分之二到百分之一。公开报道说估计可开采的铀金属含量为五十多万吨。若按照千分之二的品位计算, 意味着铀矿石的量为2.5亿吨。
这个2.5亿吨铀矿石的数量看起来很大,实则并不大。内蒙煤矿这些年处于疯狂的无序开采状态。年产量已经达到十亿吨。相比之下统共仅2.5亿吨的铀矿石数量,仅仅是每年挖出煤炭的一个零头。假若挖煤的过程作为杂质携带了10%的铀矿石,一年十亿吨煤的产量就意味着有一亿吨的铀矿石被糟蹋掉。那么仅需二到三年,大自然给我们的这份丰厚礼物,就糟蹋殆尽了。
更严重的是,铀是放射性元素。一年一亿吨铀矿石被煤炭携带出来,里面就是二十万吨的放射性铀。而二十万吨铀经燃煤发电厂的燃烧,不但丝毫得不到利用,反而散发到城市各个角落,造成严重的环境生态核放射雾染。这是非常严重的贻害亿万年的生态灾难。
一年二十万吨放射性铀以尘埃形式散射到环境中是什么概念呢?美国八年的伊拉克战争,据称使用了大量的贫铀穿甲武器。贫铀也就是天然铀去掉少量高放射性的铀235做核武器和核燃料后,剩下大量放射性较低的铀238没有什么大作用。因为它特别重,特别坚硬,因此用来做穿甲武器的弹头。美国在伊拉克战场使用了不到一千吨的贫铀武器。其中的大部分以大块固体材料的形式残留在战场,危害上不大。其危害是这些残留物的少部分因为雨水和风化作用,变成粉尘之类物质扩散,这些放射性有毒有害粉尘严重危害环境。
根据上述描述,伊拉克战场散失不到一千吨铀238,其中仅不到几吨变成放射性粉尘颗粒危害环境。十来年各种国际环保组织不依不饶,做各种调查研究,认为这些残余物严重危害了伊拉克儿童的生命健康,造成各种出生缺陷和癌症等等。可见放射性粉尘污染严重性。
回头看看中国,令人不寒而栗。伊拉克战场的区区几吨贫铀放射性粉尘,竟造成如此危害。中国燃烧高辐射的内蒙煤炭,每年直接从烟囱放出几十万吨的放射性铀粉尘,广泛散布在城市乡村,其危害将有多严重!为什么核雾染三个字成为禁词?有人想掩盖什么灾难呢?
铀的放射性半衰期为几亿年。放射性是无法用化学作用消除的。一旦造成核雾染,便是永久性的,亿万年永难消退。
中国核雾染问题有多严重,当局讳莫如深,难以知晓。但是有一个事实可以给我们提供一个线索。近年来,华北广大地区发生了世界空前的雾霾现象。严重时蔓延几百万平方公里。历经一两星期雾霾不散。这是一件非常奇怪的事情。这和内蒙煤炭的核辐射有关。
形成雾霾要有两个条件,要有尘埃,要有水汽,但是有这两个条件还不够。中国空气污染严重,PM2.5值经常爆表。但是这还不足以构成雾霾历经数周不散的原因。通常情况下,雾乃早晨气温低于露点时,空气中的水汽凝聚在粉尘颗粒上,形成微小的水珠而致。日出后,气温升高,粉尘上的水随之蒸发,雾也就消退了。因此,终日不散的雾霾,世界上闻所未闻。
粉尘PM2.5值严重超标,不构成雾霾终日不散的理由。我们见过尘土飞扬的建筑工地以及其他一些局部粉尘特别高的地方,可是也没有见到整日雾蒙蒙的情形啊,那些飞扬的粉尘都是干的,没有水汽附在上面,因为白日气温高于水汽的露点。
终日不散的雾霾,并非仅仅因为粉尘含量高。其中必另有原因,使得白日气温高时,水汽仍然附在粉尘上,蒸发不掉!但这怎么可能呢?
这在物理上是可能的。学过核物理的人都知道威尔逊云室。带电的高能粒子从空气中穿过,电离空气分子。于是这些带电的空气分子便吸附周围的水汽,形成雾滴,雾滴的轨迹可以拍照下来,告诉我们高能粒子的运动轨迹。同样的物理原理能在几百万平方公里的空间重现。终日不散的雾霾,说明空气中漂浮大量带电的粉尘颗粒。
可是空气中的粉尘通常是不带电的,因为带电的粉尘会互相吸引,形成大颗粒而沉淀下来。如果空气中有大量带电粉尘,说明有一种机制在源源不断给粉尘颗粒充电。这便是空气和地面无处不在的放射性铀粉尘。其放射性是可以电离大量的空气分子和粉尘颗粒。形成威尔逊云室效应的。因此,这就形成了终日经久不散的华北雾霾现象。这也就是为什么我使用核雾染这个字样的原因之一,之二就不言而喻了。
如果我的物理解释正确,中国的核雾染已经相当严重,危害千秋万代了。必须马上悬崖勒马,严厉规范内蒙的煤炭生产,保护铀矿资源,严格清洗煤炭,不使煤炭携带放射性铀污染环境。此事事关重大,关系中华这片土地的存亡,和千秋万代的福祉。希望大家多多地传播,力促当权者重视,展开全面调查,让百姓知情,采取政策制止这场灾难的继续恶化,而不是一味隐瞒误事。