霧霾頻發(fā)，二次氣溶膠是幕后推手？

近年來，隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大氣污染也愈加嚴(yán)重。特別是進(jìn)入冬季以來，霧霾頻發(fā)，給我國造成極大困擾，國家出臺了一系列政策法規(guī)，打響霧霾攻堅(jiān)戰(zhàn),科學(xué)家們也持續(xù)追蹤霧霾成因。2014年9月，英國《自然》雜志上刊登了相關(guān)論文，首次指出二次氣溶膠是霧霾特別是近兩年來重霾形成的主要原因。那么，什么是二次氣溶膠?它是如何成為霧霾形成的背后助推手的呢?下面我們來一步步揭開二次氣溶膠的真面目。

什么是氣溶膠?

認(rèn)識二次氣溶膠之前，先來聊一聊氣溶膠。維基百科中對氣溶膠的定義是：

氣溶膠，又稱氣膠、煙霧質(zhì)，是固體或液體微粒穩(wěn)定地懸浮于氣體介質(zhì)中形成的分散體系。

它破壞生態(tài)環(huán)境，影響人類身體健康。

氣溶膠按其來源可分為一次氣溶膠(以微粒形式直接從發(fā)生源進(jìn)入大氣)和二次氣溶膠(在大氣中由一次污染物轉(zhuǎn)化而生成)兩種。它們可以來自被風(fēng)揚(yáng)起的細(xì)灰和微塵、海水濺沫蒸發(fā)而成的鹽粒、火山爆發(fā)的散落物以及森林燃燒的煙塵等天然源，也可以來自化石和非化石燃料的燃燒、交通運(yùn)輸以及各種工業(yè)排放的煙塵等人為源。

二次氣溶膠為何物?

所謂二次氣溶膠，就是指排放到大氣中的氣態(tài)或顆粒態(tài)污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(主要是紫外光、臭氧、OH自由基等引起的光化學(xué)反應(yīng))形成新的大氣顆粒物。也就是說，二次氣溶膠其實(shí)是獨(dú)立于排放源的新產(chǎn)生的大氣顆粒物。簡單來講，“二次氣溶膠”就是氣溶膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的結(jié)果，假設(shè)空氣中存在A、B兩種微粒，在一定條件下生成C、D兩種微粒，那么這種含有C、D的氣溶膠就被稱為二次氣溶膠。

如何認(rèn)識二次有機(jī)氣溶膠?

氣溶膠根據(jù)性質(zhì)還可以分為有機(jī)氣溶膠與無機(jī)氣溶膠。已經(jīng)發(fā)生了復(fù)雜轉(zhuǎn)化和物理化學(xué)反應(yīng)，難以明確界定空氣顆粒污染物的明確初始來源的都稱為“二次無機(jī)氣溶膠 ”;二次有機(jī)氣溶膠是有機(jī)氣溶膠的一個部分，由揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的光氧化過程和氣態(tài)/粒子態(tài)均分過程形成。有機(jī)氣溶膠是PM2.5的重要組成部分，占PM2.5質(zhì)量濃度的20%～90%，其中二次有機(jī)氣溶膠對有機(jī)氣溶膠的貢獻(xiàn)可達(dá)20%～80%，因此，研究二次有機(jī)氣溶膠與其對應(yīng)的前體物之間的關(guān)系對于控制大氣污染、治理霧霾有著重要意義。

二次有機(jī)氣溶膠與VOCs的關(guān)系

PM2.5中的有機(jī)物通常占相當(dāng)高的比重，這些有機(jī)物一部分排放后直接形成顆粒或氣溶膠，還有一部分是VOCs的大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。許多VOCs經(jīng)過大氣化學(xué)反應(yīng)之后被轉(zhuǎn)化為不揮發(fā)或半揮發(fā)的有機(jī)物，成為二次有機(jī)氣溶膠。

此外，VOCs作為大氣化學(xué)反應(yīng)的“燃料”，通過形成臭氧等增加了大氣氧化性，對于二氧化硫、氮氧化物等污染氣體轉(zhuǎn)化形成硫酸鹽和硝酸鹽氣溶膠起重要作用，從而也促進(jìn)了霾的形成。

面對當(dāng)前霧霾天氣頻發(fā)，以細(xì)顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)為特征污染物的灰霾污染突出的現(xiàn)狀，揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)作為二次有機(jī)氣溶膠和臭氧的重要前體物成為了迫切需要協(xié)同控制的物質(zhì)。