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氨污染被确认为雾霾最大元凶之一

2014年09月09日 15:34 来源于 财新网
“氨气可以说是雾霾污染的生成促进剂。”王跃思说。相比机动车尾气、工业、燃煤等雾霾原因来说,氨污染一直被忽视。如果空气中没有过量的氨,重污染天气中二次颗粒物不应如此之高——占PM2.5总量的50%上下

  【财新网】(记者 孔令钰)这是一种长期被忽视,且普通民众鲜有人知的大气污染——氨气污染。中国政府尚未将氨列为减排名单,中国学者尚未研究清楚诸多城市中大量氨气的确切来源,但空气中存在过量氨气,并由此导致过量的二次颗粒物——已被多名空气学者确认。

  中国多数大中城市近年比过去有了更多的灰霾或雾霾。在媒体宣传下,不少公众几乎能背出PM2.5的五大来源:机动车尾气排放、工业污染、燃煤污染、施工扬尘以及外来污染。

  但这不是中国空气污染答案的全部。

  PM2.5中的二次颗粒物是静稳天气时形成灰霾的主要贡献者,是空气治理的最大难点。二次颗粒物在PM2.5中所占比例随季节变化而不同,冬季约占30%-40%,夏季约60%-70%。

  公众大都知道二次颗粒物由一次污染物在大气中发生化学反应后生成,但却很少有人知道这种化学反应均需要氨气。

  在西方发达国家,通常的情况是,即便空气中一次污染物较充分,但由于氨气并不充足,二次颗粒物的生成量也较为有限。而在目前的中国多数地区,现状是空气中氨气十分充足,有多少可以发生化学反应的一次污染物,通常都可以找到充足氨气生成二次颗粒物。

  氨在PM2.5中主要以硫酸铵、硝酸铵等铵盐的形式存在。硫酸铵、硝酸铵在PM2.5中的占比能有多高?多年从事PM2.5源解析研究的中科院大气物理所研究员王跃思对财新记者披露称:从全国平均水平来看,在轻污染天气中,两者的质量浓度总和大约占PM2.5的20%以下,但在重污染天里,则剧升至40%以上。

  多位接受财新记者采访的科学家所持看法比王跃思更为“激进”。北京大学环境学院教授宋宇认为在平日的轻污染天气中,硫酸铵、硝酸铵在PM2.5中的质量浓度占比为30%左右,部分重污染天会超过60%。宋宇多年致力于大气扩散的数值模拟、大气污染源解析等方面的研究。

  北京环科院大气所所长彭应登的研究数据显示,两者平时约占30%多,但重度雾霾时能突破50%,“像北京,今年最严重时,占到50%多。”

  中国农业大学资源与环境学院教授刘学军的研究数据也认为,平时占比15%—30%,严重时高于50%。

  在空气学者眼中,雾霾或灰霾与氨的关系其实显而易见。

  燃煤、汽车尾气污染源等排放出的的二氧化硫、氮氧化物,在大气中先氧化成气态硫酸、硝酸,再与农业、工业排放的大量氨气中和,生成硫酸铵、硝酸铵颗粒物。在充分地吸收水分后,颗粒物的直径涨到可以接近可见光的波段,消光作用极强。其消光效能是粗颗粒物的五倍左右。这样的细颗粒物是雾霾天气的重要推手。

  王跃思解释:“氨是溶于水的,一体积水能溶解700体积的氨,意味着当大气湿度增高的话,氨会更容易与水进行反应,水又吸收了二氧化硫和二氧化氮,变成液相亚硫酸和亚硝酸。在合适的氧化反应条件下,(后两者)就会转化成硫酸和硝酸,与氨发生中和反应,生成颗粒态的硫酸铵和硝酸铵。”

  “大气中的氨对颗粒物的形成和增长起着极其重要的作用,可以说是大气霾污染的生成促进剂。”王跃思总结说。

  氨污染的可怕,还在于其在重污染天气里具有爆发效应。“谈论氨的意义,在于从清洁天变成污染天时,与氨直接相关的硫酸盐、硝酸盐的浓度增长非常快,可达十几倍,而其他污染物质如有机碳(OC)等的浓度只增长几倍。”王跃思说。

  宋宇告诉财新记者:“所谓重污染天气,常伴随着高相对湿度和小风,这很利于二氧化硫、氮氧化物、氨在大气中的积累。氨可以提高液滴的碱性,液相环境可能成为二氧化硫氧化的主要场所。液滴中生成的硫酸盐和硝酸盐在空气中进一步积累,便成为大气能见度的致命杀手。”

  氨,NH3,无色气体,恶臭,极易溶于水,是制造化肥、炸药的重要原料。

责任编辑:宫靖 | 版面编辑:黄玉婷
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