我国雾霾的主要成分是什么?

2017-01-22 10:19:53 来源:科技头条 编辑:风云

一直以来,人们对于雾霾污染源的印象总是停留在汽车尾气、工厂废气上,其实,中国雾霾污染源中还有一项重要的来源一直被忽视,那就是——氨气污染。

PM2.5可以分成两类:直接排放到大气中的细颗粒物(一次颗粒物)和在空气中通过反应生成的细颗粒物(二次颗粒物)。在中国的主要城市群,一次颗粒物大约只占到了所有颗粒物的30%~50%,而二次颗粒物占到了50%~70%。很少有人知道:大量二次颗粒物的生成和氨气密不可分。

中国科学院大气物理所研究员王庚辰表示:“PM2.5其实是一种载体,这些颗粒物上面带着重金属、氨、二氧化硫等物质,所以这其中有可以直接对人体产生伤害的,也有通过化学反应进而对人体进行伤害的,氨气与酸反应生成的化合物就是铵盐。大气中的化学反应是复杂的,而大气为这些反应提供了合适的温度、湿度——盐类是氨和酸反应的最终产物。”

在一些西方国家,由于对氨气污染控制得较早,空气中氨气的浓度很低,所以即便二氧化硫、氮氧化物这样的一次污染物浓度很高,二次颗粒物(硫酸铵、硝酸铵)的生成量也较为有限。而在目前的中国多数地区,空气中氨气明显过量,无论有多少可以发生相关化学反应的污染气体,通常都可以找到充足的氨气,生成二次颗粒物。

在过去20年间,中国已经成为世界上最大的氨排放国家。一项哈佛大学F. Paulot等人对2005~2008年全球氨排放的监测显示,中国每年的氨排放量约为1020万吨、美国约340万吨,而欧盟约为376万吨。造成这一恶果的原因有很多,比如化肥滥用、大中型养殖场的粪便污染,以及某些企业的不规范排放。

根据中国环境检测总站在2014年监控的一项数据显示,北京地区1~8月重污染总天气较2013年同期减少了11天,但是7月却较2013年同期增加了5天——在空气中铵盐浓度更高的夏季,污染天数经治理后不减反增,除了气象因素,就是氨排放未得到控制。

虽然这次重污染红色预警期间官方尚未公布检测数据,但可以猜测,本次PM2.5中铵盐的组分占到了40%~60%。国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登表示,在北京市曾经的污染检测中,铵盐(包括硫酸铵和硝酸铵)比例最高曾达到过70%。

此外,雾霾中的铵盐除了硫酸铵之外,还有硝酸铵。中国环境科学院副院长柴发合对北京科技报|“科学加”客户端记者表示,就北京的二次颗粒物污染来说,硝酸铵粒子在PM2.5中的含量其实比硫酸铵粒子更高——硝酸铵是由氮氧化物和氨反应生成的,氮氧化物主要来源是燃烧锅炉、机动车尾气等;硫酸铵则是硫氧化物与氨反应形成,但鉴于北京城区内的化工厂等重工业厂房已逐渐迁出,硫氧化物污染物浓度降低,所以在北京“土生土长”的硫酸铵比例不及硝酸铵。

彭应登则表示,在空气湿度高而且气温寒冷的情况下(例如本次“红警”期间的12月20日,空气湿度达到80%~90%,最高气温只有5摄氏度),铵盐会快速形成。相对来说,高湿度更有利于硝酸铵的生成。所以在这样的气候条件下,硝酸铵的含量应该要大于硫酸铵。

▲氮氧化物、硫氧化物(一次污染物)在空气中氧化形成硝酸、硫酸雾滴,并与氨气反应生成相应的铵盐颗粒(二次污染物)。

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