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科普之窗:二次污染加剧雾霾发生

时间: 2024-02-22 00:30:44 |   作者: 汽车排放气体分析仪

刚过去的2月,京津冀地区一轮持续的大范围雾霾天气,再次引发了公众对大气污染的关注。 对

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  刚过去的2月,京津冀地区一轮持续的大范围雾霾天气,再次引发了公众对大气污染的关注。

  对于该地区PM2.5的大多数来自,专家日前在科技部雾霾治理科学技术工作情况通气会上表示,最重要的包含燃煤、机动车、工业、扬尘、生物质燃烧等一次排放细粒子,以及这些源排放的二氧化硫、氮氧化物等污染物经二次转化形成的细微粒子。“2月京津冀地区发生重污染时,一些城市二次污染的贡献成分比例甚至高达80%。”

  二次污染,属于非直接排放生成的污染,一般是指通过化学反应产生的“再污染”。那么,二次污染为何在我国雾霾加剧中的“贡献”如此之大?怎样通过阻止二次污染从而有效治理雾霾?

  在大气细颗粒物的重要组分中,硫酸盐具有很强的光散射效应,对全球气候平均状态随时间的变化和区域空气质量具备极其重大影响,特别是与灰霾形成密切相关。

  中科院生态环境研究中心研究员、中科院战略性先导科技专项“大气灰霾追因和控制”首席科学家贺泓表示,硫酸盐在成霾的过程中起到了很重要的作用。监测多个方面数据显示,通常雾霾形成后,硫酸盐在大气PM2.5颗粒中的占比在15%至20%之间。二次污染生成过程中,燃煤、重化工、机动车排放的二氧化硫和氮氧化物本身是气体,这些气体经过大气氧化作用,变成硫酸盐和硝酸盐颗粒,从而加剧雾霾的发生。

  贺泓进一步解释说,通常情况下,二氧化硫在常见的矿质氧化物表面发生化学反应后,主要产物为亚硫酸盐,短时间内难以转化为硫酸盐,但共存的氮氧化物却可以极大地促进二氧化硫和亚硫酸盐向硫酸盐转化。进一步分析发现,二氧化氮和矿质氧化物颗粒的关键作用是作为催化剂,进而促进了硫酸盐的形成。

  贺泓和研究团队在更接近实际大气环境的烟雾箱中对上述反应机理进行了验证,确认了氮氧化物和悬浮矿质氧化物颗粒对生成硫酸盐的推动作用和机理。

  贺泓说,对2013年1月份北京地区强霾期间的监测多个方面数据显示,北京城区和北部远郊区的二氧化硫浓度接近,但PM2.5浓度却呈现城区高、郊区低的特点,进一步研究则发现PM2.5浓度和城郊的氮氧化物浓度呈正相关,即城市中汽车尾气等排放的氮氧化物多于郊区,使得该城区PM2.5浓度增高。

  二次污染加剧了我国雾霾,在科学家揭示内在联系后,应该采取哪些针对性的治理措施?

  贺泓说,我国雾霾的产生有自己的特殊性,首先要科学理性地认识雾霾,治理不能太过急躁。我国雾霾的形成机制比英国伦敦和美国洛杉矶早先的烟雾事件要复杂得多。伦敦烟雾产生的主要成因是燃煤,以硫氧化物为主;洛杉矶的烟雾则主要因为机动车排放,主要是氮氧化物和挥发性有机物的影响,而我国恰恰是两种污染的高度复合。我国的燃煤量非常大,城市机动车保有量也在快速增加,同时钢铁、建材、水泥、陶瓷玻璃等高排放的一些行业依旧在发展,短时间内多种污染物的复合出现,使得我国雾霾成因很复杂,大气环境容量下降,这给治理工作带来了前所未有的挑战。

  贺泓团队研究之后发现,复合污染条件加剧了二次污染,使得二氧化硫的环境容量下降,因此导致硫酸盐迅速增加并致霾。

  从别国经验看,上世纪50年代,伦敦划定“烟尘控制区”,除规定区内的城镇只准烧无烟燃料外,还增加清洁能源比例。上世纪70年代洛杉矶在治理烟雾时则在汽车减排上想办法,比如所有汽车配备了催化转换器,同时使用甲醇和天然气取代汽油。这些措施都取得了较好的治理效果。

  针对我国雾霾成因复杂现实,贺泓认为,首先要强化对燃煤等的控制,减少硫氧化物的排放。并且要考虑如何尽量打破二次污染的形成条件。在现阶段,可以优先控制氮氧化物排放,在城市优先控制机动车,从而以比较小的经济代价换得更大的治理空间。(记者 喻思娈)


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