中国霾与伦敦雾为何不同?

    “伦敦夺命大雾与中国雾霾具有相同的化学反应过程”、“伦敦雾是强酸性的,而中国霾基本上是中性的”……近日,有媒体和网络报道,最新一期出版的《美国国家科学院院刊》发表了一篇中国霾和伦敦雾的对比论文,得出了上述的结论。对此,有人对这两个结论进行了过度解读:“中国雾霾和伦敦雾因为化学反应过程一样,因此一样致命”;“中国霾是中性就是无毒,这样的结论是故意为霾洗白”……

    那么,真相到底如何?

    带着这个问题,记者在《美国国家科学院院刊》的官方网站上查阅到了这篇题为《从伦敦雾到中国霾持续的硫酸盐形成》的文章。通过多方查询,记者联系到了论文的第一作者中国科学院地球环境研究所研究员王格慧,以及第二作者美国德州农工大学大气科学系和化学系教授张人一。

    “需要说明的是,我们这项研究主要是探索雾霾形成的机理,并不直接涉及雾霾对人体健康的影响。”张人一说。这与王格慧的说法一致,王格慧也表示:“我们的研究只是为了弄清楚硫酸盐的形成过程,伦敦雾和中国霾都在反应过程中形成了硫酸盐。研究没有涉及两者的毒性分析,因此不能得出‘伦敦雾与中国雾霾具有相同的化学反应过程,就意味着中国霾和伦敦雾一样致命’的结论。”。

    王格慧说:“事实上,此项研究的主要目的是了解中国雾霾期间硫酸盐暴增的原因。一直以来,人们普遍认为,伦敦烟雾事件空气中污染物的主要成分也是硫酸盐。因此,研究人员查阅了上世纪50年代英国学者的一些观测数据。”

    通过研究发现,1952年的伦敦,工厂和居民燃煤排放过量,大气中存在高浓度二氧化硫和二氧化氮。在浓雾天气下,二氧化硫吸附在雾滴上形成硫酸。雾滴直径约数十微米,体积比霾粒子大2~3个数量级。因此,硫酸被高度稀释,雾滴没有显现强酸性。但到了中午前后,随着气温升高,雾滴上的水汽蒸发流失,雾滴直径一下子由数十微米缩小到1~2微米,硫酸也相应地高度浓缩,从而形成大量强酸性气溶胶。由此引发伦敦市民大规模呼吸道疾病,导致3周内数千人死亡。

    中国霾的化学成分比伦敦雾复杂。张人一说,霾的成分主要包括有机物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,主要来自可挥发有机物、二氧化硫、氮氧化物的氧化。研究表明,中国霾的形成过程中同样会发生硫化学反应。但与伦敦雾不同之处在于,中国霾的粒子比雾小得多,属于纳米级。因此,二氧化硫转化为硫酸所产生的小粒子很快呈酸性。但由于空气中存在较高浓度的氨气,中和了硫酸形成了硫酸盐。这就是为什么说伦敦雾是酸性,而中国霾则呈中性。

    王格慧说:“简单地把酸碱度理解为毒性,这是一种误读。同样,对于空气质量改善,人们也经常存在一些误解。比如,虽然从视觉感受上看,空气质量改善似乎不够显著。但实际上通过研究发现,近几年中国霾粒子PM2.5浓度还是在降低。”此次研究梳理了北京2011年~2012年冬季雾霾的数据。与5年前数据比较发现,由于无机盐相对含量增多,霾粒子的吸湿性能加大,进而导致消光能力增强。“而这也是造成空气能见度不高的主要原因。”王格慧表示。

    “也许强酸性是导致1952年伦敦烟雾事件短期内很多人失去生命的原因之一。中国的霾粒子是中性,但对健康的影响不可忽视。”张人一说,伦敦雾主要是由于燃煤造成,这种单一排放源的污染治理相对容易。而中国霾的情况更复杂,治理起来要困难得多。中国二氧化硫的排放主要来自电厂及居民燃煤,氮氧化物主要来自电厂与机动车,可挥发有机物主要来自机动车以及化工厂,氨气则主要来自农业用化肥与机动车。这些污染物的多源与高排放是中国雾霾发生的主要原因。

    张人一表示,在中国及其他国家和地区,硫酸盐都是雾霾的一种主要成分,因此研究其形成机理非常重要。这不仅仅因为硫酸盐本身是雾霾的一个重要成分,而且硫酸盐的形成也促进了有机物与硝酸盐这两个雾霾成分的生成。抑制硫酸盐的形成对于减少雾霾天气、提高空气质量非常重要。大气化学过程及机理的研究,对政府制定有效的减排措施具有重要意义。针对中国复合型的多源污染,不能单一地只控制一种污染物,需要制定综合的减排措施。应在减少燃煤二氧化硫排放的同时,减少机动车的氮氧化物与可挥发有机物的排放,减少氮肥使用和其他工业中使用的氨排放。

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  • 酸碱度,空气质量,误解
( 网站编辑:钱坤 )
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