科技前沿｜生态环境中心等承担“大气灰霾追因与控制”专项在复合污染致霾效应研究方面取得进展

，揭示了大气中矿尘和氮氧化物(NOx=NO+NO₂)对PM2.5主要成分硫酸盐形成的促进作用，相关研究成果近日发表在Nature出版集团的Scientific Reports, 2014(4): 04172。

硫酸盐是大气细颗粒物的重要组分，具有很强的光散射效应，对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响，特别是与灰霾成因密切相关。近年来，关于大气中二氧化硫（SO₂）转化为硫酸盐的机制成为国际大气化学研究的热点和前沿问题。  

研究组在前期研究工作中发现，空气气氛下SO₂在常见的矿质氧化物表面发生非均相反应，其主要产物为亚硫酸盐，短时间内难以转化为硫酸盐（Fe₂O₃和MgO除外）；研究发现共存的NO_x可以极大地促进SO₂和亚硫酸盐向硫酸盐的转化；进一步分析发现，NO₂和氧化物颗粒的关键作用是作为催化剂，活化了气氛中的分子氧，进而促进了硫酸盐的形成。相关机理研究已经在国际期刊(J. Phys. Chem. A, 2008 (112), 6630-6635; Phys. Chem. Chem. Phys., 2012 (14), 1668-1676.)上发表。 

中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因和控制”启动以来，该团队在更接近实际大气环境的烟雾箱中对该反应机理进行了验证，确认了环境浓度的NOx和悬浮矿质氧化物颗粒对生成硫酸盐的促进作用和机理；另一方面，在2013年1月份北京地区强霾期间的监测数据表明，北京城区和北部远郊区的SO₂浓度接近，但PM2.5浓度城区高、郊区低且与NOx浓度呈正相关；而重霾形成过程中PM2.5成份中百分比含量增长最大的为硫酸盐，且其增长趋势与矿尘组分密切相关，说明成霾期间共存矿质颗粒物和高浓度NOx是促进SO₂转化为硫酸盐的关键因素。上述结果显示，复合污染条件下，SO₂的环境容量下降，导致硫酸盐快速增长致霾。 

该项工作得到中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”和国家自然科学重点基金（20937004）的支持，由生态环境中心、大气物理所、清华大学合作完成。 

注：图片来自百度

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