减雾霾应优先加强氮氧化物减排控制

“大气细颗粒物上二氧化氮液相氧化二氧化硫是我国当前雾霾期间硫酸盐的重要形成机制。因而减少雾霾应优先加强氮氧化物减排控制。”近日，国际著名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表了地处西安的中国科学院地球环境研究所王格慧课题组对我国雾霾成因的最新研究成果。

硫酸盐的形成机制一直困扰着研究学者

前几天西安的雾霾天让人触目惊心，记者带着疑问采访了王格慧研究员，这到底是什么原因呢?“众所周知，硫酸盐气溶胶对人体健康、生态系统及气候环境都有显著影响，然而硫酸盐的形成机制一直困扰着相关研究学者。”王格慧告诉记者，硫酸盐是大气气溶胶PM2.5(也称作大气细粒子)中主要组分之一，大气中的硫酸盐主要是二氧化硫经光化学氧化形成。“二氧化硫氧化形成硫酸盐既可通过气相均相反应发生，也可通过非均相反应在云滴或气溶胶液相氧化形成，而后者是全球硫酸盐的主要形成途径，但是相关化学转化机制还不是很清楚。” 王格慧说，这也是他们研究的目的。

因此，从2012年开始，王格慧课题组就开始了这项研究，王格慧还联合北京大学、中科院大气物理研究所、美国德州农工大学等多家国内外合作团队，针对我国京津冀乃至整个华北秋冬季时常遭遇大范围雾霾污染并伴随着PM2.5浓度暴增现象，通过外场观测与实验室烟雾箱模拟，发现并证实大气细颗粒物上二氧化氮液相氧化二氧化硫是我国当前雾霾期间硫酸盐的重要形成机制。

雾霾天气下高浓度二氧化氮提供了有效氧化剂

王格慧告诉记者，传统理论对大气中二氧化氮氧化二氧化硫的效应并未给予足够重视，当前国内外学者对大气气溶胶液相二氧化氮氧化二氧化硫的作用也大多处于猜测与争议中，缺乏直接证据。通过实验室烟雾箱模拟，研究团队发现：二氧化氮可在大气气溶胶液相中快速氧化二氧化硫，生成硫酸盐;并且，只有当二氧化硫、二氧化氮、氨气、高相对湿度以及吸湿性晶种五个条件同时满足时，上述非均相反应才能发生，且硫酸盐形成速率与二氧化氮浓度的平方成正比(二阶反应)，即：在雾霾天高浓度氮氧化物条件下，上述反应更为显著。

王格慧进一步解释道，一方面，我国农田大量施用氮肥，大气中氨气浓度高，有效降低了大气气溶胶的酸度，从而大大促进气态二氧化硫向气溶胶液相的转移，另一方面，雾霾天气下高浓度二氧化氮提供了有效氧化剂，从而导致气溶胶上二氧化硫快速氧化生成硫酸盐(硫酸铵或硫酸氢铵)。

类似机制也曾导致著名的1952年英国伦敦烟雾事件。“但是，大家不必恐慌。伦敦的雾霾中除了硫酸盐，还有很多其他的成分，人身体健康损害的大小和污染物的种类、剂量等有关。伦敦二氧化硫的浓度要比我们现在雾霾天高100倍左右，烟尘(PM2.5)的浓度也要高几十倍。”

节能减排的根本还在于源头控制

经过4年的研究，王格慧指出，由于具有强吸水性，形成的硫酸盐在雾霾天高湿度条件下会促进硝酸盐和二次有机气溶胶的形成，这些物质之间的协同效应进一步加剧我国华北雾霾污染。根据这些新认识，研究团队指出：当前我国大气二氧化硫有效减排控制的同时，亟须进一步加强氮氧化物、氨气和挥发性有机污染物减排控制，本着由易到难的原则，应优先加强氮氧化物减排控制。

“其实，节能减排的根本还在于源头控制。比如，大的电厂、燃煤和锅炉的用户，需要进一步强化脱硫和脱硝环节处理，有效减少二氧化硫和氮氧化物的排放。另外，农村散煤的燃烧也是污染源之一，建议用电等一些清洁能源替代，同时需要政府进行燃煤补贴，不断提高煤的质量，使用高效的灶具等等。还要不断加强路面硬化，减少城市道路扬尘。”王格慧说。记者 司文