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华北霾之谜“破解者”:优先减排氮氧化物可令重污染“减速”

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最后更新: 2020-05-08 11:06:14
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云水环境中臭氧等氧化作用形成硫酸盐

“重霾污染天气的形成,基本不是由于一次排放的颗粒污染物,而主要是因为二次气态污染物的化学转化。其中,在迅速增多的二次污染物中,硫酸盐的质量比大概占到20%,这样的比例是很高的。”22日晚,中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌说。

同一天,南开大学环境科学与工程学院教授、国家环境保护城市环境颗粒物污染防治重点实验室主任冯银厂也向澎湃新闻证实,硫酸盐是细颗粒物(PM2.5)的重要“贡献”成分之一。

事实上,硫酸盐构成大气污染物的基本构成原理一直非常明确,即二氧化硫在大气中进行化学反应形成硫酸盐。

据贺克斌介绍,过去欧美研究发展的经典理论是,硫酸盐主要在云水环境中形成。

在这种云水环境里,硫酸盐的形成主要靠过氧化氢和臭氧对二氧化硫进行氧化。相较之下,云水环境中溶解的二氧化氮浓度很低,对二氧化硫的氧化作用几乎可忽略不计。

最新研究:二氧化氮的氧化作用其实被忽视

值得关注的是,此次研究显示,经典云水环境可被忽略的二氧化氮氧化在我国特有的重霾环境下成为作用明显的因素。

22日晚,贺克斌向澎湃新闻解释课题组如何发现了华北地区大气中二氧化氮对硫酸盐形成的重要作用:

“之前大家便有过疑问,观测到二氧化硫作为反应原料(前体物)和臭氧等传统氧化剂浓度很低的情况下,还是能够形成大量的硫酸盐。后来发现二氧化氮的浓度比较高,本研究就是循着这个思路往下进行的。”

“另外,学术界对颗粒物吸湿后表面氧化反应形成硫酸盐的速率更高也有共识,但是具体的原因没有进一步‘缕清楚’”。

“所以说,这次的成果并不是说发现了一个生成硫酸盐的新机制,而是说原来认为排序不重要的机制现在变成目前最重要的了。”

“详细来说,该研究发现,在我国华北地区,大气中存在大量的颗粒物,当湿度较大时,颗粒物的表面便会吸附水分,充分润湿,形成颗粒物‘结合水’。此时,溶解于结合水的二氧化氮的浓度大约是经典云水环境中的50倍左右,可以迅速氧化二氧化硫形成硫酸盐。”

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