突发毒性事件应急处置:历史经验与教训
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三、英国伦敦烟雾事件

1952年12月5-8日,正是伦敦市冬季大量燃煤之际,排放的煤烟粉尘在无风状态下蓄积不散,致使城市上空连续四五天烟雾弥漫,伦敦城内到处可以听到咳嗽声。仅仅4天时间,死亡人数已达4000多人。2个月后,又有8000多人陆续丧生。这就是骇人听闻的“伦敦烟雾事件”。这次历史上罕见的大气污染事件推动了英国环境保护的立法进程。

1.事件经过

1952年12月3日,对进入冬天的伦敦来说是一个比较好的天气。一个冷锋已在夜间通过,到中午,气温达到5.6℃,相对湿度大约70%。天空中点缀着绒毛状积云,一种英格兰在天气晴朗的时刻才有的云彩。老年人与病人难得有一个坐在室外晒太阳的机会,大家迎着从北海吹来的风喝茶。然而,人们不知道伦敦正处于一个巨大的反气旋,也就是高气压地区的东南边缘。风围绕这一高压中心以顺时针方向吹着。

12月4日,这个反气旋沿着通常的路径移向东南方,其中心在伦敦以西几百公里时风向已稍转,从西北偏北的方向吹来,风速比原来慢了。几层阴云几乎遮蔽了天空,透过较低层广阔均匀的暗灰色层云裂缝间,可以看到约3000米高空处还有较高的云层,它们把太阳和天空统统遮住。空气中充满了烟味,成千上万个烟筒排出的煤烟和灰粒悄悄飘进大气中。大的颗粒落在屋顶、街道上,落在帽子和衣服上,较小的烟尘随着空气而飘动。玩耍的孩子们跑进跑出房子时,一阵阵的风就把这些烟尘与煤气带进室内,而烟雾离奇地钻进那些门窗关闭着的房子。与前一天相比,伦敦人意识到天气已经坏到何等可怕的程度。

12月5日,逆温层笼罩伦敦,城市处于高气压中心位置,垂直和水平的空气流动停止,空气寂静无风。当时伦敦冬季多使用燃煤采暖,市区内还分布有许多以煤为主要能源的火力发电站。由于逆温层的作用,煤炭燃烧产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、粉尘等污染物在城市上空蓄积,引发了连续数日的大雾降临伦敦。伦敦市中心空气中的烟雾量几乎增加了10倍,前所未见的浓雾弥漫全城,能见度节节下降。烟雾还钻进了建筑物,一个剧院正在上演的歌剧由于观众看不见舞台而被迫中止。电影院里的观众也看不到银幕。由于毒雾的影响,街上行人的衣服和皮肤上沾满了肮脏的微尘,公共汽车的挡风玻璃蒙上烟灰,只能开着雾灯艰难地爬行。公路和泰晤士河水路交通都几近瘫痪,警察不得不手持火把在街上执勤。患呼吸道疾病的人数激增,而浓雾使救护车根本动弹不得。在此后几天里,市内某些地区的能见度曾经降到零,人们连自己的脚都看不到。图2-3显示,当时,伦敦的警察使用燃烧着的火炬,以便在烟雾中能看清别人,并能被人看到。伦敦的交通几乎瘫痪,在烟雾弥漫的第四天,一辆双层巴士只能借助于雾灯缓慢地在市区行驶。

图2-3 伦敦烟雾事件

(1.雾都景色;2.伦敦的警察使用燃烧着的火炬,以便在烟雾中能看清别人,并能被人看到;3.伦敦的大巴士在毒雾中缓慢行驶;4.严重污染的空气使得市民不得不戴上口罩)

正在伦敦举办的一场牛展览会上,一群获奖牛首先对烟雾产生了反应,表现为呼吸困难、张口伸舌,350头牛中有52头严重中毒,14头奄奄一息,其中1头当场死亡,另有12头病重牛送往屠宰场。不久,伦敦市民也对毒雾产生了反应,许多人感到呼吸困难、眼睛刺痛,发生哮喘、咳嗽等呼吸道症状的病人急剧增加,进而死亡率陡增。烟的气味渐渐变得很强烈,风太弱,不能刮走烟筒里排出的烟。烟和湿气积聚在离地面几千米的大气层里。人们开始向他们的邻居相互叫苦,汽车司机嘟嘟囔囔地咒骂着烟雾。

12月6日,情况更坏。烟雾遮住了整个天空,城市处于反气旋西端。中午温度降到-2℃,同时相对湿度升到100%,大气能见度仅为几十米。所有飞机的飞行都取消了,只有最有经验的司机才敢驾驶汽车上路。步行的人沿着人行道摸索着走动。风速表不转动,读数为零。由于空气流动太慢,工厂的锅炉、住家的壁炉及其他冒烟的炉子往空气内增添着毒素。雾滴混杂上烟里的一些气体和颗粒,雾不再是洁净的雾了,水滴也不再是清洁的小水滴了,而是“烟雾”的混合物。烟雾弥漫全城,侵袭着一切有生命的东西。当人们的眼睛感觉到它时,眼泪就会顺着面颊流下来。每吸一口气就吸入一肺腔的污染气体。凡是有人群的地方,都可以听到咳嗽声。学校里讲课的人不得不提高声调,以超过干咳声和哮喘声。

为了视察英国伦敦烟雾事件,美国卫生教育部大气污染局局长普兰特博士12月6日飞抵伦敦。他把在伦敦观察到的情况做了记录并发表在杂志上。他写道:“因伦敦机场烟雾弥漫,所以飞机只得在伦敦南面32公里的加多意奇机场着陆。在机场上,刚一推开机舱门,一股硫黄和煤烟的气味迎面扑来。有人说如果晚上在伦敦的街头散步,口中经常有金属的味道,鼻子、咽喉以及眼睛都感受到刺激。这种对眼镜的刺激与洛杉矶不一样,很像剥开葱皮时眼睛所感到的那种刺激。在12月6日我们到达的那一天傍晚,旅馆外面的能见度大约只有4~5米。……行人中约有三分之二用围巾、口罩、手帕等捂着鼻子。……时值寒冬,使人咳嗽的灰褐色的烟雾笼罩着一切。”

12月7日和8日,伦敦的天气仍然没有好转。烟雾厉害极了。几天以来曾享受来自北方的爽快和风的老年人和病人,现在在这污浊的空气中感到呼吸非常困难,甚至一些青年人也感到不适。对于患有呼吸器官疾病的人和气喘患者来说,这烟雾简直是一种苦刑。伦敦的医院里挤满了病人,全都是烟雾的受难者,并且有许多人因此而死亡。

据史料记载,在12月5日到8日的4天里,伦敦市死亡人数达4000人。根据事后统计,在发生烟雾事件的一周中,45岁以上人群的死亡率最高,约为平时的3倍;1岁以下的儿童死亡数,约为平时的2倍。在这一周内,伦敦市因支气管炎死亡704人,冠心病死亡281人,心脏衰竭死亡244人,结核病死亡77人,分别为前一周的9.5、2.4、2.8和5.5倍。此外,肺炎、肺癌、流行性感冒等呼吸系统疾病的发病率也有显著增加。

12月9日,天气略有好转。大雾依然存在,但是风不断地从南方轻轻吹来。一些洁净的空气与烟雾混合,冲淡了原有的烟雾。中午的气温为3℃,相对湿度为95%。毒雾逐渐消散,但在此之后的两个月内,又有近8000人因为烟雾事件而死于呼吸系统疾病。

12月10日,一个冷锋通过英格兰,轻快的西风带来了北大西洋的空气。人们的肺部又重新吸进了新鲜清洁的空气。回想起过去的5天,大家就好像做了一场恶梦。

2.发生原因

酿成1952年伦敦烟雾事件的直接原因是冬季取暖燃煤产生的二氧化硫和粉尘污染,以及工业排放的烟雾;间接原因是开始于12月4日的逆温层所造成的大气污染物蓄积引发了烟雾事件。潮湿有雾的空气在城市上空停滞不动,温度逆增,逆温层在40~150米低空,大量的烟喷入其中,使烟雾不断积聚。伦敦上空的大气成了堆置工厂和住户烟筒里排出来的粉碎了的废物的垃圾场。特别是燃煤产生的粉尘表面会大量吸附水气,成为形成烟雾的凝聚核,这样便形成了浓雾。另外,燃煤粉尘中含有三氧化二铁成分,可以催化另一种来自燃煤的污染物二氧化硫氧化生成三氧化硫,进而与吸附在粉尘表面的水化合生成硫酸雾滴。这些硫酸雾滴吸入呼吸系统后会产生强烈的刺激作用,使体弱者发病甚至死亡(详见图2-4)。

事后调查数据显示,尘粒浓度高达4.46克/升,为平时的10倍;二氧化硫高达1.34微克/升,为平时的6倍。烟雾中的三氧化二铁促使二氧化硫氧化产生硫酸泡沫,凝结在烟尘上形成酸雾。

图2-4 伦敦烟雾事件中空气质量与病患关系示意[16]

(左图:1952年大雾期间烟尘污染与死亡率数据曲线。左侧数字为每天死亡人数与二氧化硫浓度(ppb[17]);右侧数字为烟雾。右图:1952年12月伦敦入院患者人数与患病类型。1.呼吸器官疾病;2.急性外科疾病;3.其他急性疾病;4.心脏病;5.脑溢血)

3.事件处置与治理

事件发生之后,伦敦市政当局开始着手调查事件原因,但未果。此后的1956年、1957年和1962年又连续发生12次严重的烟雾事件。直到1965年后,有毒烟雾才从伦敦销声匿迹。

伦敦毒雾事件直接推动了国家立法。1956年,英国政府首次颁布《清洁空气法案》,对城市居民的传统炉灶进行大规模改造,减少煤炭用量,冬季采取集中供暖;在城区设立无烟区,禁止使用产生烟雾的燃料;发电厂和重工业等煤烟污染大户迁往郊区。1968年又颁布了一份清洁空气法案,要求工业企业建造高大的烟囱,以加强大气污染物疏散。1974年颁布的《空气污染控制法案》,规定了工业燃料里的含硫上限。这些措施有效地减少了烧煤产生的烟尘和二氧化硫污染。1975年,伦敦的雾日由每年几十天减少为15天;1980年降到5天。与此同时,英国政府还颁布了与控制大气污染有关的《控制公害法》《公共卫生法》《放射性物质法》和《汽车使用条例》等法令和通告。1995年英国通过了《环境法》,要求工业部门、交通管理部门和地方政府共同努力,减少一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等多种常见污染物的排放量。

2001年1月30日,伦敦市发布《空气质量战略草案》。政府将大力扶持公共交通,目标是到2010年把市中心的交通流量减少10%~15%;鼓励居民购买小排气量汽车,推广使用天然气、电力或燃料电池等低污染汽车;鼓励更多的伦敦市民选择自行车作为代步工具;伦敦市政府采取收取交通拥堵费等措施,缓解交通拥堵状况。

伦敦毒雾事件所造成的悲剧使英国人痛下决心整治环境,开始进行产业转型。改变过去单纯依赖制造业的政策,逐步发展服务业和高科技产业。英国政府逐渐认识到,城市大气污染问题既与燃料结构有关,也与人口、交通、工业、建筑高度集聚有关,必须结合地形、气象、能源结构、绿化、产业结构和布局、建筑布局、交通管理、人口密度等多种自然因素和社会因素综合考虑,采取综合措施加以治理。然而,治理环境污染远远大于污染环境的代价,英国人花了五十多年时间将闻名于世的“雾都”变成今天可以见到更多蓝天白云的伦敦。英国解决空气污染的四条经验值得借鉴:①立法提高监测标准,改善空气质量;②科学规划公共交通,减少道路上行驶的车辆;③控制汽车尾气,减少污染物排放;④科学建设城市绿化带。