蜂窩活性炭生產(chǎn)廠家揭曉霧霾真兇

　　蜂窩活性炭生產(chǎn)廠家揭曉霧霾真兇

　　蜂窩活性炭廠家揭曉霧霾真兇。穹頂之下的霧霾，是困擾現(xiàn)代城市人的頭疼問題。為這一問題的起源提出了新的見解，揭示了有機(jī)物與硫酸在大氣新粒子的形成與增長(zhǎng)中的重要作用，有望對(duì)解決中國(guó)城市的霧霾指明方向( Science, 361(6399), 278–281. https://doi.org/10.1126/science.aao4839)。

　　實(shí)際上，我們常說的霧與霾是不同的。霧的基本成分是水。而霾，可以稱之為固體顆粒物，是由大氣中的塵粒、鹽粒、煙粒等等組成，包含那些直徑在2.5微米以下的細(xì)顆粒物，也就是常說的PM2.5。

　　霧霾到底怎么形成的?

　　PM2.5的來(lái)源主要包括一次排放和二次轉(zhuǎn)化。一次排放就是工業(yè)、交通、揚(yáng)塵等直接排出來(lái)的污染物，包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、氨、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、各種金屬元素、碳黑/元素碳(BC/EC)，氯等。

　　這些一次排放的污染物，很多還是氣體狀態(tài)，不是PM2.5。到了大氣中發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，產(chǎn)生二次轉(zhuǎn)化，使得氣體污染變成固體顆粒PM2.5。

　　2014年，瑞士保羅謝爾研究所(PSI)和中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所在Nature上發(fā)表文章，認(rèn)為北京、上海和廣州空氣中高達(dá)四分之三的細(xì)顆粒物都不是來(lái)源于直接排放，而是通過二次轉(zhuǎn)化，通過大氣化學(xué)和物理過程完成氣體到固體的轉(zhuǎn)變，最后形成PM2.5的顆粒物。(Nature 514, 2014，218–222)。

　　2013年1月份北上廣和西安的PM2.5的組成分析，圖片來(lái)自：Nature 514, 2014，218–222

　　天生好奇的科學(xué)家就要繼續(xù)追問，二次轉(zhuǎn)化到底如何發(fā)生?氣體到固體是怎么樣的過程?

　　另一個(gè)令人困惑的問題是，基于以前的觀測(cè)和理論結(jié)果，一般人們認(rèn)為，大氣新顆粒物的形成需要相對(duì)高的硫酸濃度以及較低的懸浮物濃度。這樣，新成核的粒子長(zhǎng)到數(shù)納米之前，就不至于被其它懸浮物所捕獲。也就是說，懸浮物濃度越低，就更容易發(fā)生氣體到固體的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生新顆粒物。

　　但是這個(gè)理論在解釋中國(guó)的各大城市的空氣污染成因遇到了困難。因?yàn)椋�北京、上海、廣州、南京等地的空氣質(zhì)量明顯是重污染區(qū)，其懸浮物濃度那么高，還能源源不斷地產(chǎn)生二次污染新顆粒物，貢獻(xiàn)爆表的Pm2.5的數(shù)值。這又是為何?

　　今天這篇文章，就回答了這個(gè)問題。

　　全文亮點(diǎn)：調(diào)查了上海的二次顆粒物的形成原因，在分子尺度，觀測(cè)了硫酸前軀體和初始顆粒團(tuán)簇的形成。高的二次顆粒物形成速率，與硫酸-二甲胺(DMA)-水成核有關(guān)，此團(tuán)簇包含硫酸二聚體以及H2SO4-DMA團(tuán)簇。

　　團(tuán)簇動(dòng)力學(xué)模擬顯示，在3 nm以下顆粒物的形成過程中，硫酸的高濃度使得懸浮物濃度較高時(shí)，新的顆粒物依然能不斷形成。而隨后，有機(jī)物的凝結(jié)使得顆粒物的變大速率進(jìn)一步加快。

　　圖文快解

　　圖1 硫酸團(tuán)簇(二聚體、三聚體和四聚體)，硫酸--DMA團(tuán)簇以及顆粒物形成的速率的關(guān)聯(lián)。

　　要點(diǎn)：硫酸二聚體團(tuán)簇濃度與顆粒物形成的線性關(guān)聯(lián)。

　　圖2 大氣條件下和之前的實(shí)驗(yàn)室模擬條件下，硫酸濃度與顆粒物形成速率關(guān)聯(lián)。

　　要點(diǎn)：酸-二甲胺(DMA)-水成核速率與硫酸濃度的關(guān)聯(lián)，可以成功跨越實(shí)驗(yàn)室模擬條件與真實(shí)城市監(jiān)測(cè)結(jié)果。

　　圖3 大氣污染事件下的顆粒物增長(zhǎng)速率與計(jì)算模擬結(jié)果的比對(duì)。

　　要點(diǎn)：3 nm以下，高硫酸濃度模擬結(jié)果與觀測(cè)值稍高，說明硫酸對(duì)成核貢獻(xiàn)明顯。3 nm以上，是有機(jī)揮發(fā)物導(dǎo)致顆粒物進(jìn)一步快速長(zhǎng)大。

　　小結(jié)

　　洛杉磯環(huán)境空氣污染組成部分,半數(shù)由VCP揮發(fā)性化學(xué)品貢獻(xiàn)。圖片來(lái)源：Science

　　看到有機(jī)物對(duì)顆粒物長(zhǎng)大的重要促進(jìn)作用，小編也聯(lián)想到今年上半年Science發(fā)表的另一篇文章，Brian C. McDonald等人發(fā)表在Science 的研究結(jié)果(Science, 2018, 359, 760-764, DOI: 10.1126/science.aaq0524)，他們以洛杉磯為研究對(duì)象，闡明了香水、化妝品和日常洗滌劑之類家庭日用品的揮發(fā)性化學(xué)產(chǎn)品也是城市霧霾形成的重要污染來(lái)源。

　　總之，今天這篇事先工作通過先進(jìn)的測(cè)量方法，得到了大氣污染條件下的數(shù)據(jù)，且與之前前人報(bào)道的實(shí)驗(yàn)室模擬結(jié)果，進(jìn)行了對(duì)照，所有證據(jù)都指向，硫酸與有機(jī)胺是氣體到固體顆粒物轉(zhuǎn)變的的罪魁。

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