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复合污染致霾效应研究取得进展

2019-10-08 21:24:19来源:励志吧0次阅读

中国科学院生态环境研究中心等单位承担的中科院“大气灰霾追因与控制”专项和国家自然科学重点基金等项目在复合污染致霾效应的研究中取得进展,揭示了大气中矿尘和氮氧化物(NOx=NO+NO2)对PM2.5主要成分硫酸盐形成的促进作用,相关研究成果近日发表于Nature出版集团的ScientificReports,2014(4):04172。

硫酸盐是大气细颗粒物的重要组分,具有很强的光散射效应,对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响,特别是与灰霾成因密切相关。近年来,关于大气中二氧化硫(SO2)转化为硫酸盐的机制成为国际大气化学研究的热点和前沿问题。

贺泓研究组在前期研究工作中发现,空气气氛下SO2在常见的矿质氧化物表面发生非均相反应,其主要产物为亚硫酸盐,短时间内难以转化为硫酸盐(Fe2O3和MgO除外);研究发现,共存的NOx可以极大地促进SO2和亚硫酸盐向硫酸盐的转化;进一步分析发现,NO2和氧化物颗粒的关键作用是作为催化剂,活化了气氛中的分子氧,进而促进了硫酸盐的形成。相关机理研究已发表于国际期刊J.Phys.Chem.A,2008(112),6630-6635;Phys.Chem.Chem.Phys.,2012(14),1668-1676。

中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因和控制”启动以来,该团队在更接近实际大气环境的烟雾箱中对该反应机理进行了验证,确认了环境浓度的NOx和悬浮矿质氧化物颗粒对生成硫酸盐的促进作用和机理;另一方面,在2013年1月份北京地区强霾期间的监测数据表明,北京城区和北部远郊区的SO2浓度接近,但PM2.5浓度城区高、郊区低且与NOx浓度呈正相关;而重霾形成过程中PM2.5成份中百分比含量增长最大的为硫酸盐,且其增长趋势与矿尘组分密切相关,说明成霾期间共存矿质颗粒物和高浓度NOx是促进SO2转化为硫酸盐的关键因素。上述结果显示,复合污染条件下,SO2的环境容量下降,导致硫酸盐快速增长致霾。

该项工作得到中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”和国家自然科学重点基金(20937004)的支持,由中科院生态环境研究中心、中科院大气物理研究所、清华大学合作完成。

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