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揪出雾霾的背后助推手——二次气溶胶

时间:2019-09-11 00:35 来源: 作者: 点击:

VOCs:近年来,随着工业和经济的发展,大气污染也愈加严重。特别是进入冬季以来,雾霾频发,给我国造成极大困扰,国家出台了一系列政策法规,打响雾霾攻坚战,科学家们也持续追踪雾霾成因。 2014年9月,英国《自然》杂志上刊登了相关论文,首次指出二次气溶胶是雾霾特别是近两年来重霾形成的主要原因。那么,什么是二次气溶胶?它是如何成为雾霾形成的背后助推手的呢?下面我们来一步步揭开二次气溶胶的真面目。

什么是气溶胶?

认识二次气溶胶之前,先来聊一聊气溶胶。维基百科中对气溶胶的定义是:

气溶胶,又称气胶、烟雾质,是固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系。

它破坏生态环境,影响人类身体健康。

气溶胶按其来源可分为一次气溶胶(以微粒形式直接从发生源进入大气)和二次气溶胶(在大气中由一次污染物转化而生成)两种。它们可以来自被风扬起的细灰和微尘、海水溅沫蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源,也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。

二次气溶胶为何物?

所谓二次气溶胶,就是指排放到大气中的气态或颗粒态污染物发生化学反应(主要是紫外光、臭氧、OH自由基等引起的光化学反应)形成新的大气颗粒物。也就是说,二次气溶胶其实是独立于排放源的新产生的大气颗粒物。简单来讲,“二次气溶胶”就是气溶胶发生化学反应后的结果,假设空气中存在A、B两种微粒,在一定条件下生成C、D两种微粒,那么这种含有C、D的气溶胶就被称为二次气溶胶。

如何认识二次有机气溶胶?

气溶胶根据性质还可以分为有机气溶胶与无机气溶胶。已经发生了复杂转化和物理化学反应,难以明确界定空气颗粒污染物的明确初始来源的都称为“二次无机气溶胶 ”;二次有机气溶胶是有机气溶胶的一个部分,由挥发性有机化合物(VOCs)的光氧化过程和气态/粒子态均分过程形成。有机气溶胶是PM2.5的重要组成部分,占PM2.5质量浓度的20%~90%,其中二次有机气溶胶对有机气溶胶的贡献可达20%~80%,因此,研究二次有机气溶胶与其对应的前体物之间的关系对于控制大气污染、治理雾霾有着重要意义。

二次有机气溶胶与VOCs的关系

PM2.5中的有机物通常占相当高的比重,这些有机物一部分排放后直接形成颗粒或气溶胶,还有一部分是VOCs的大气化学转化产物。许多VOCs经过大气化学反应之后被转化为不挥发或半挥发的有机物,成为二次有机气溶胶。

此外,VOCs作为大气化学反应的“燃料”,通过形成臭氧等增加了大气氧化性,对于二氧化硫、氮氧化物等污染气体转化形成硫酸盐和硝酸盐气溶胶起重要作用,从而也促进了霾的形成。

面对当前雾霾天气频发,以细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)为特征污染物的灰霾污染突出的现状,挥发性有机物(VOCs)作为二次有机气溶胶和臭氧的重要前体物成为了迫切需要协同控制的物质。

延伸阅读:

美国大气挥发性有机物控制历程及对中国的启示

【深度研究】中国雾霾特殊形成机理研究(多图)

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