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中國近期霧霾成因推測

(2014-11-07 16:08:13) 下一個

2013年入冬以來,PM2.5成為熱門話題。從南到北大片國土被霧霾覆蓋。目前官方並沒有明確地說明成因,僅僅籠統地指為排放傳輸。筆者根據所看到的報道結合自身研究PM成因的經驗,對此次霧霾成因進行推測。

PM2.5的主要成分包括二次硫酸鹽,二次硝酸鹽,二次有機物,炭黑,沙塵,及其它一次排放(包含各種重金屬,組成很複雜,但總量沒那麽大,而且空間分布很不均勻)。而二次硫酸鹽和二次硝酸鹽以銨鹽為主。

這次霧霾發生在冬天,可以排除二次硫酸鹽和二次有機物。因為這兩種物質產生於光化學反應,而夏天的陽光遠強於冬天,所以這兩者在夏天濃度高而冬天濃度低。

二次硝酸鹽與前兩者正好相反,冬天高而夏天低,因為高的溫度會使硝酸鹽分解。所以二次硝酸鹽可能性很大。最近兩個冬天偏冷,有利於硝酸鹽的形成,可以解釋霧霾為什麽最近兩年才顯著。

低溫會降低大氣混合層的高度,使汙染物濃度升高。這是另外一個次要原因, 會使一次汙染變濃,但並不怎麽影響二次汙染濃度。

另外兩個支撐證據:1. 汙染物質有焦糊味。硝酸銨本身沒有味道,但分解出來的氨氣有這種味道。其它顆粒物質沒有這種味道。2. 硝酸銨有強烈的吸濕性。很容易吸收空氣中的水分長大,從而阻斷光線。從照片上看,大氣混合層以上晴空一片,而以下則霧氣彌漫,說明如果沒有硝酸銨,水分本應是以氣體方式存在的。


如果以上推測成立的話,那麽可以推論,明年一月還會有霧霾,且會更嚴重,因為一月更加冷。除非以後有暖冬,霧霾今後每年冬季都會有。不過好消息是硝酸銨本身毒性不強。對健康的危害可能要次於對可見度的影響。


硝酸鹽的前驅體氮氧化物產生於高溫燃燒中氧氣和氮氣的直接化合,尤其是柴油發動機和火電站這種稀薄燃燒過程。控製措施也應針對這些排放源,尤其是尾氣的脫硝。


以上都隻是推測,需要顆粒化學組分的監測數據來檢驗。


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