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中德研究人員宣布破解北京霧霾主要成分形成之謎，高二氧化硫主要來自燃煤電廠，高二氧化氮主要來自電廠和機動車等，而起到中和作用的堿性物質(zhì)氨、礦物粉塵等則來自農(nóng)業(yè)、工業(yè)污染、揚塵等其他來源。這些不同的污染源在我國同時以高強度排放，導(dǎo)致硫酸鹽以特有的化學(xué)生成路徑迅速生成，這也是重度霧霾期間顆粒物濃度迅速增長的主要原因之一。

研究破解霧霾形成之謎

中德兩國研究人員２１日說，他們破解了北京及華北地區(qū)霧霾最主要組分硫酸鹽的形成之謎，發(fā)現(xiàn)在大氣細顆粒物吸附的水分中二氧化氮與二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)是當前霧霾期間硫酸鹽的主要生成路徑。這一發(fā)現(xiàn)凸顯在繼續(xù)實施減排措施的同時優(yōu)先加大氮氧化物減排力度對緩解空氣污染問題的重要性。

近年來，北京及華北地區(qū)霧霾頻發(fā)。已有研究表明，硫酸鹽是重污染形成的主要驅(qū)動因素。在絕對貢獻上，重污染期間硫酸鹽在大氣細顆粒物ＰＭ２．５中的質(zhì)量占比可達２０％，是占比最高的單體；在相對趨勢上，隨著ＰＭ２．５污染程度上升，硫酸鹽是ＰＭ２．５中相對比重上升最快的成分。因此，硫酸鹽的來源研究是解釋霧霾形成的關(guān)鍵科學(xué)問題。

清華大學(xué)賀克斌院士、張強教授、鄭光潔博士和德國馬克斯·普朗克化學(xué)研究所的程雅芳教授、烏爾里希·珀施爾教授、蘇杭教授等人當天在新一期美國《科學(xué)進展》雜志上報告說，他們運用外場觀測、模型模擬及理論計算等手段發(fā)現(xiàn)，在北京及華北地區(qū)霧霾期間，硫酸鹽主要是由二氧化硫和二氧化氮溶于空氣中的“顆粒物結(jié)合水”，在中國北方地區(qū)特有的偏中性環(huán)境下迅速反應(yīng)生成。顆粒物結(jié)合水是指ＰＭ２．５在相對濕度較高的環(huán)境下潮解所吸附的水分。

該結(jié)論與通常認為的硫酸鹽形成機制有較大不同。現(xiàn)有基于歐美等地區(qū)的經(jīng)典大氣化學(xué)理論認為，硫酸鹽主要是在云水環(huán)境中形成，由于云中的液態(tài)水含量遠高于顆粒物結(jié)合水，通常高出１０００到１０萬倍，所以與云水中的硫酸鹽生成反應(yīng)相比，顆粒物結(jié)合水中的反應(yīng)可以忽略；理論計算還顯示，在云水反應(yīng)路徑中，二氧化氮氧化二氧化硫生成硫酸鹽這一路徑的貢獻也可忽略不計。

而在北京及華北地區(qū)霧霾期間，一方面，由于顆粒物濃度大幅上升及靜穩(wěn)氣象條件下相對濕度較高等原因，顆粒物結(jié)合水含量遠高于經(jīng)典情景，顆粒物結(jié)合水中的反應(yīng)總量大大提升；另一方面，重度霧霾期間二氧化氮濃度為經(jīng)典云水情景下的５０倍以上，這直接改變了二氧化氮氧化路徑的相對重要性。此外，北京及華北地區(qū)大量存在的氨、礦物粉塵等堿性物質(zhì)使得當?shù)仡w粒物結(jié)合水的ｐＨ值遠高于美國等地，呈現(xiàn)出特有的偏中性環(huán)境，而二氧化氮氧化機制的反應(yīng)速率會隨ｐＨ值上升而大幅提高。

研究人員據(jù)此在論文中指出，優(yōu)先降低氮氧化物的排放可能有助大幅降低中國霧霾中的硫酸鹽污染水平。

自燃煤電廠工業(yè)污染是元兇

２０１６年１２月１８日，天津遭霧霾籠罩，漢沽一工廠附近煙囪在排放濃煙。

“該研究表明我國復(fù)合型污染的特殊性，”賀克斌院士對新華社記者說，“高二氧化硫主要來自燃煤電廠，高二氧化氮主要來自電廠和機動車等，而起到中和作用的堿性物質(zhì)氨、礦物粉塵等則來自農(nóng)業(yè)、工業(yè)污染、揚塵等其他來源。這些不同的污染源在我國同時以高強度排放，導(dǎo)致硫酸鹽以特有的化學(xué)生成路徑迅速生成，這也是重度霧霾期間顆粒物濃度迅速增長的主要原因之一。”

倫敦酸霧通常被認為是由燃煤排放的煙塵以及二氧化硫等一次污染物所致。洛杉磯霧霾則是一種光化學(xué)污染，主要原因是機動車尾氣在陽光作用下反應(yīng)生成了二次污染物。而中國霧霾是一次與二次污染物混合造成。

賀克斌說，這種復(fù)合型污染的特殊性更加表明了多污染物協(xié)同減排的重要性，尤其是現(xiàn)階段應(yīng)優(yōu)先加大氮氧化物減排力度。“之前我們雖然知道需要減排，但是如果無法弄清重霾污染形成的關(guān)鍵化學(xué)機制，就無法進行有效的模型定量模擬分析，也就無法準確評估如何減排最有效、最科學(xué)。不科學(xué)減排可能導(dǎo)致嚴重后果，可能花了很多人力物力，但收效甚微。”

北京霾和倫敦?zé)熿F一樣嗎？有致命成分？

網(wǎng)絡(luò)上、朋友圈里流傳各類關(guān)于空氣質(zhì)量的言論，其中人們最為關(guān)注的是“這次霧霾里主要是含硫酸銨，……原來倫敦有次硫酸銨超標，有好多人沒有防護而死亡”。

針對網(wǎng)上流傳的硫酸銨會致命，張養(yǎng)梅表示這是不可能的。空氣質(zhì)量好時，空氣中也存在有機氣溶膠、硫酸鹽等顆粒，只是濃度較低、顆粒物較小。霾天氣時，儀器不會觀測到硫酸銨，觀測到的是硫酸、銨兩個離子，他們結(jié)合成硫酸銨的可能性很大，空氣重污染時濃度更高一些。空氣中含有硫酸銨并不是政府發(fā)布紅色預(yù)警的必要條件。

硫酸銨是顆粒物，和二氧化硫氣體有明顯區(qū)別，顆粒物對人體健康的影響程度沒有氣體迅速。如果空氣中二氧化硫氣體濃度很高的話，相當于人在“吸毒氣”，對人體有致命影響。當年的倫敦?zé)熿F在短短幾天內(nèi)造成數(shù)千人死亡，就是因為空氣中酸性氣體濃度太高。監(jiān)測顯示，１２月５日以來，北京硫酸鹽的濃度峰值出現(xiàn)在２０日，達４０－５０微克／立方米，遠遠低于倫敦?zé)熿F事件時的濃度。

當然，硫酸銨等顆粒物也會影響人體健康。它們會隨著呼吸進入人體肺部，引發(fā)心腦血管和呼吸道的疾病。另外，北京的空氣污染物中，含有一定比例的銨，會和硫酸、硝酸發(fā)生中和形成顆粒，和酸性氣體相比，顆粒的危害性相對輕一些。

北京霧霾持續(xù)６天終消散

２０１６年１２月２２日，北京，隨著冷空氣抵達，北京的擴散條件逐漸好轉(zhuǎn)，持續(xù)了６天的霾天被終結(jié)，藍天重回視野。

隨著冷空氣抵達，北京的空氣質(zhì)量從今天（２２日）開始將逐漸好轉(zhuǎn)，藍天慢慢顯現(xiàn)。北京１２月１６日２０時啟動的今年首個空氣重污染“紅警”也已于２１日２４時解除，紅警持續(xù)時間達１２４個小時。

據(jù)中國天氣網(wǎng)１２月２２日消息，隨著冷空氣抵達，北京的擴散條件將逐漸好轉(zhuǎn)，持續(xù)了近一周的霾天被終結(jié)，藍天重回視野。北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心預(yù)計，今天空氣質(zhì)量為輕度污染，明天回歸良好水平。不過２４－２５日空氣質(zhì)量或短暫轉(zhuǎn)差，公眾還需關(guān)注臨近天氣預(yù)報，做好健康防范。

北京市氣象臺預(yù)報，今天白天最高氣溫６℃，今天夜間晴間多云，北風(fēng)二三間四級，最低氣溫零下５℃，明天開始最高氣溫將跌落到２℃至３℃，下周二最高氣溫更是只有１℃，氣溫比此前霧霾籠罩時要下降許多，外出需注意防寒保暖。另外要注意，本周六還有輕微到輕度霾，周日有輕度到中度霾。但隨著２５日－２７日小股冷空氣南下，未來一段時間北京小北風(fēng)不斷，短時間內(nèi)不會再出現(xiàn)大范圍的嚴重霧霾了。