中國(guó)霾與倫敦霧為何不同？

“倫敦奪命大霧與中國(guó)霧霾具有相同的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程”、“倫敦霧是強(qiáng)酸性的，而中國(guó)霾基本上是中性的”……近日，有媒體和網(wǎng)絡(luò)報(bào)道對(duì)霧霾造成嚴(yán)重大氣污染的事情，最新一期出版的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表了一篇中國(guó)霾和倫敦霧的對(duì)比論文，得出了上述的結(jié)論。對(duì)此，有人對(duì)這兩個(gè)結(jié)論進(jìn)行了過(guò)度解讀：“中國(guó)霧霾和倫敦霧因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程一樣，因此一樣致命”;“中國(guó)霾是中性就是無(wú)毒，這樣的結(jié)論是故意為霾洗白”……

那么，真相到底如何?

帶著這個(gè)問(wèn)題，記者在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》的官方網(wǎng)站上查閱到了這篇題為《從倫敦霧到中國(guó)霾持續(xù)的硫酸鹽形成》的文章。通過(guò)多方查詢，記者聯(lián)系到了論文的第一作者中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員王格慧，以及第二作者美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)大氣科學(xué)系和化學(xué)系教授張人一。

“需要說(shuō)明的是，我們這項(xiàng)研究主要是探索霧霾形成的機(jī)理，并不直接涉及霧霾對(duì)人體健康的影響。”張人一說(shuō)。這與王格慧的說(shuō)法一致，王格慧也表示：“我們的研究只是為了弄清楚硫酸鹽的形成過(guò)程，倫敦霧和中國(guó)霾都在反應(yīng)過(guò)程中形成了硫酸鹽。研究沒有涉及兩者的毒性分析，因此不能得出‘倫敦霧與中國(guó)霧霾具有相同的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，就意味著中國(guó)霾和倫敦霧一樣致命’的結(jié)論。”。

王格慧說(shuō)：“事實(shí)上，此項(xiàng)研究的主要目的是了解中國(guó)霧霾期間硫酸鹽暴增的原因。一直以來(lái)，人們普遍認(rèn)為，倫敦?zé)熿F事件空氣中污染物的主要成分也是硫酸鹽。因此，研究人員查閱了上世紀(jì)50年代英國(guó)學(xué)者的一些觀測(cè)數(shù)據(jù)。”

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，1952年的倫敦，工廠和居民燃煤排放過(guò)量，大氣中存在高濃度二氧化硫和二氧化氮。在濃霧天氣下，二氧化硫吸附在霧滴上形成硫酸。霧滴直徑約數(shù)十微米，體積比霾粒子大2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，硫酸被高度稀釋，霧滴沒有顯現(xiàn)強(qiáng)酸性。但到了中午前后，隨著氣溫升高，霧滴上的水汽蒸發(fā)流失，霧滴直徑一下子由數(shù)十微米縮小到1~2微米，硫酸也相應(yīng)地高度濃縮，從而形成大量強(qiáng)酸性氣溶膠。由此引發(fā)倫敦市民大規(guī)模呼吸道疾病，導(dǎo)致3周內(nèi)數(shù)千人死亡。

中國(guó)霾的化學(xué)成分比倫敦霧復(fù)雜。張人一說(shuō)，霾的成分主要包括有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等，主要來(lái)自可揮發(fā)有機(jī)物、二氧化硫、氮氧化物的氧化。研究表明，中國(guó)霾的形成過(guò)程中同樣會(huì)發(fā)生硫化學(xué)反應(yīng)。但與倫敦霧不同之處在于，中國(guó)霾的粒子比霧小得多，屬于納米級(jí)。因此，二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸所產(chǎn)生的小粒子很快呈酸性。但由于空氣中存在較高濃度的氨氣，中和了硫酸形成了硫酸鹽。這就是為什么說(shuō)倫敦霧是酸性，而中國(guó)霾則呈中性。

王格慧說(shuō)：“簡(jiǎn)單地把酸堿度理解為毒性，這是一種誤讀。同樣，對(duì)于空氣質(zhì)量改善，人們也經(jīng)常存在一些誤解。比如，雖然從視覺感受上看，空氣質(zhì)量改善似乎不夠顯著。但實(shí)際上通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，近幾年中國(guó)霾粒子PM2.5濃度還是在降低。”此次研究梳理了北京2011年~2012年冬季霧霾的數(shù)據(jù)。與5年前數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，由于無(wú)機(jī)鹽相對(duì)含量增多，霾粒子的吸濕性能加大，進(jìn)而導(dǎo)致消光能力增強(qiáng)。“而這也是造成空氣能見度不高的主要原因。”王格慧表示。

“也許強(qiáng)酸性是導(dǎo)致1952年倫敦?zé)熿F事件短期內(nèi)很多人失去生命的原因之一。中國(guó)的霾粒子是中性，但對(duì)健康的影響不可忽視。”張人一說(shuō)，倫敦霧主要是由于燃煤造成，這種單一排放源的污染治理相對(duì)容易。而中國(guó)霾的情況更復(fù)雜，治理起來(lái)要困難得多。中國(guó)二氧化硫的排放主要來(lái)自電廠及居民燃煤，氮氧化物主要來(lái)自電廠與機(jī)動(dòng)車，可揮發(fā)有機(jī)物主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車以及化工廠，氨氣則主要來(lái)自農(nóng)業(yè)用化肥與機(jī)動(dòng)車。這些污染物的多源與高排放是中國(guó)霧霾發(fā)生的主要原因。

張人一表示，在中國(guó)及其他國(guó)家和地區(qū)，硫酸鹽都是霧霾的一種主要成分，因此研究其形成機(jī)理非常重要。這不僅僅因?yàn)榱蛩猁}本身是霧霾的一個(gè)重要成分，而且硫酸鹽的形成也促進(jìn)了有機(jī)物與硝酸鹽這兩個(gè)霧霾成分的生成。抑制硫酸鹽的形成對(duì)于減少霧霾天氣、提高空氣質(zhì)量非常重要。大氣化學(xué)過(guò)程及機(jī)理的研究，對(duì)政府制定有效的減排措施具有重要意義。針對(duì)中國(guó)復(fù)合型的多源污染，不能單一地只控制一種污染物，需要制定綜合的減排措施。應(yīng)在減少燃煤二氧化硫排放的同時(shí)，減少機(jī)動(dòng)車的氮氧化物與可揮發(fā)有機(jī)物的排放，減少氮肥使用和其他工業(yè)中使用的氨排放。