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"雾霾中性"并非指无害 中国治霾要控制氨氮排放

澎湃新闻见习记者 虞涵棋

日前,一则“中国雾霾是中性的”的新闻引发了网友热议,许多读者对“中性”这个概念产生了疑问。报道引用了美国《国家科学院院刊》一篇文章的研究成果。澎湃新闻(www.thepaper.cn)查阅了完整原文发现,这个“中性”指的是酸碱度上的“中性”,并不意味着不会造成伤害或减少伤害。而且,“中国雾霾是中性的”只是该文章中的一小部分内容,并不是文章的重点。

文章的核心逻辑,是指出中国主要由细颗粒(PM2.5)构成的雾霾的成因与伦敦1952年“夺命”雾霾不同,氨氮这个中和剂在中国的雾霾中起着推波助澜的作用,因而,控制氨氮在农业和交通领域的排放是一种全新的治霾思路。而主流的治理雾霾思路是控制二氧化硫(SO?)。

澎湃新闻(www.thepaper.cn)经查阅发现,该文章于11月14日发表在美国《国家科学院院刊》上,题为《从伦敦大雾到中国雾霾:硫酸盐的持续性形成(Persistent sulfate formation from London Fog to Chinese haze)》。文章由中科院地球环境研究所等16家中国科研机构和来自美国、英国、以色列的8家国外科研机构联合完成。该研究团队试图通过充分理解液相二氧化硫(SO?)被二氧化氮(NO?)氧化为硫酸盐这一促进雾霾形成的关键过程,找到伦敦1952年“夺命”雾霾和中国现阶段雾霾问题的可能解释,进而提出干扰SO2的氧化过程、减少雾霾产生的可行途径。

除了实验室工作之外,研究团队在中国实地进行了两段采样,**次是从2012年11月17到12月12日在西安中科院地球环境研究所采样,第二次是从2015年1月21日到2月4日在北京大学采样。

1952年伦敦的“夺命”雾霾中硫酸盐的成因一直成谜。该文章指出,高湿度、低温和大雾滴的存在是促进液相二氧化硫(SO?)在氮氧化物的氧化作用下转化成硫酸盐的原因。文章同时认为,硫酸盐同样是现在中国一些地区持续性雾霾的主凶,但硫酸盐在伦敦和中国雾霾中产生的机理并不相同。当时伦敦冬天气候潮湿阴冷,存在大的雾滴,容易形成较大雾霾颗粒(PM10),而中国的气候环境与“雾都”并不完全相同,雾霾也主要由细颗粒(PM2.5)构成。氨氮在这种区别中扮演了重要角色。中国生产并使用大量氮肥,因而氨氮的排放量较高。

文章由此归纳了两种液相SO?易被NO?氧化,产生硫酸盐的环境。**种是云雾状态,比如伦敦的“雾都”环境,这种环境下形成的雾霾颗粒较大。第二种是存在较高环境湿度和高效的中和剂,氨氮就在中国的细小雾霾颗粒的形成过程中扮演了这样一个中和剂的角色。

“雾霾中性论”?控制氨氮才是中国治霾新思路

两种雾霾的形成:较大颗粒雾霾(A)、细颗粒雾霾(B)

研究团队的实验室工作和野外实验都验证了SO?、NO?和氨氮在硫酸盐的形成过程中产生了协同作用。研究团队将纯水和3%的氨溶液分别放置在存在SO?和NO?的黑暗反应室中。过后纯水和氨溶液中都检测到了显著的硫酸根离子含量,但氨溶液中的含量更高。而野外实验也表明,当草酸颗粒暴露在高浓度SO?下,但缺乏NH?或NO?时,颗粒不会增多,硫酸盐也不会产生。

也正是由于有氨氮的中和作用存在,中国的雾霾从酸碱度上确实接近中性,而不像伦敦“夺命”雾霾一样充满大量酸性液滴。研究团队已经通过采样分析西安和北京雾霾中阴阳离子的相对比例验证了这一点。

但这个“中性”,指的是酸碱度上的中性,并不意味着中国雾霾就没有危害,或者危害性更小。事实上,中性环境造成中国的雾霾主要由细颗粒构成。细颗粒穿越能力更强,尽管不像伦敦雾霾中的大型雾滴一样呈酸性,但更易深入进入呼吸系统,造成伤害。

“雾霾中性论”?控制氨氮才是中国治霾新思路

在西安和北京采样到阴阳离子的比例接近1:1,蓝、橙、黑分明代表空气清洁期、过渡期和雾霾期。

文章*后提到,目前中国治理雾霾的主要思路是限制SO?排放,而该文章提供了一种治霾新思路,即通过控制氨氮和氮氧化物来减少硫酸盐的形成。这是该研究团队作出的主要贡献,也是该篇文章*值得读者关注的部分。

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