“复合型”污染的难题
弄清楚这些反应机制,正是中科院“大气灰霾追因与控制”专项研究希望破解的难题。
2013年1月,中国出现大范围雾霾天气。为了探究雾霾成因,中科院“大气灰霾追因与控制”专项王自发研究团队对成霾过程进行了模拟。“现在他们模拟的数据已经基本上比较接近实际了,能够提前3天到7天就预报出来会不会有下一次霾。但是污染最重的霾的峰值往往模拟不出来,问题可能就在于污染最重的时候,有一些化学过程和机制我们没有认识清楚。”贺泓告诉记者。
贺泓介绍说,近10年来,中国华北地区排放的一次颗粒物呈下降趋势,PM2.5的总量没有明显增加,但是雾霾天气却明显增加了。
一种可能的原因是二次颗粒物在PM2.5中占比增加,导致PM2.5的成分变化,造成消光的效果加强。
二次颗粒物当中,硫酸盐气溶胶是一个重要的组成部分。近10年来,中国大气中二氧化硫排放总量呈下降趋势,但是硫酸盐气溶胶却没有明显下降。二氧化硫是二次颗粒物里面一个重要的前体物,前体物下降,二次颗粒物却没有下降,这说明更多的二氧化硫转化成了硫酸盐,说明转化速度快了。“由此,我们得到一个假设:在大气复合污染的条件下,污染物之间相互反应,造成大气氧化性增强,气体向颗粒物的转化在加快。”贺泓说。
贺泓告诉本刊记者,这个假设目前已经得到了一些实验室模拟和外场观测数据的支持。该专项王跃思研究团队在河北省兴隆县有一个观测点,这个观测点位于燕山深处。2013年1月6日到16日,这个观测点的雾霾比北京市轻得多,PM2.5的浓度大概只是北京的1/3。此地空气中二氧化硫浓度和北京市差不多,可是硫酸盐浓度却比北京市低得多。进一步研究发现,成霾的时候,北京市的氮氧化物浓度要比兴隆县高得多。他们进一步的研究发现,在某种合适的条件下,大气中的矿质颗粒物和氮氧化物可以起到催化剂的作用,催化空气中的二氧化硫向硫酸盐转化。本文来源:瞭望观察网
贺泓分析说,“中国的雾霾,其复杂就在于工业排放特别是燃煤排放的污染物与机动车排放的污染物同时存在,这与主要由燃煤排放的污染物造成的伦敦烟雾和主要由机动车排放导致的洛杉矶的光化学烟雾都截然不同,使得中国在单项污染物浓度相对较低的情况下产生了比较重的雾霾天气。而我们对其中的一些反应机制,主要是一些氧化机制并不是非常清楚,造成对PM2.5的来源尚无法准确解析。”
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