伦敦雾≠中国霾二者空气化学过程相同但成分不同

1952年12月笼罩伦敦上空5天的一场大雾,夺走多达1.2万人的宝贵生命,其成因数十年来令科学家费解;现在,肆虐在中国上空的雾霾同样令人不堪其扰。二者有什么共同点?是否有区别?一支国际科研团队在最新一期《美国国家科学院院刊》上发表的研究成果揭示了夺命雾霾的成因。

虽然人们早已了解,伦敦大雾致人死亡可能由燃煤排放造成,但大雾和污染“夺命二人组”的确切化学过程在过去60年并未被完全揭示。由美国、中国、以色列和英国研究人员通过实验室实验和在中国进行的大气测量发现,伦敦夺命大雾与中国雾霾具有相同的化学反应过程。

硫酸盐是雾的最大贡献者,家居使用燃煤和发电厂燃煤排放的二氧化硫形成硫酸微粒。最新研究揭示了二氧化硫变成硫酸的过程。燃煤的另一副产品氮氧化物最初以自然雾的形态发生,也推动了这一进程。自然雾中包含尺寸为数十微米的较大颗粒,这些雾粒蒸发后就会形成覆盖全城的较小酸性霾粒子,从而造成了当年的伦敦惨剧。这一空气化学过程也发生在当下的中国雾霾中。

但与伦敦雾的不同之处在于,中国霾来源于尺寸小得多的纳米颗粒。在中国,二氧化硫主要由发电厂排放,二氧化氮来源于发电厂和汽车,而与硫酸发生了中和作用的氨,绝大多数来自肥料的使用和汽车尾气排放,这些物质的相互作用导致了中国的雾霾。值得关注的是,伦敦雾是强酸性的,而中国霾基本上是中性的。

德克萨斯农工大学的特聘教授张人一表示,中国政府在过去10年一直致力于减少空气污染,因此,更好地了解空气化学过程是开展有效监管行动的关键。这项最新研究成果解开伦敦雾成因之谜的同时,也给中国治理雾霾、改善空气质量提供了思路——减少氮氧化物和氨氮的排放,这或是遏制硫酸盐形成进而减少雾霾的有效之道。