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  • 发现氮氧化物与空气中的硫酸盐,有助于解决雾蒙蒙的空气污染!

    来源:www.cecemca.com 发布时间:2020-02-13

    以相对高湿度、低能见度和极高PM2.5为特征的雾期一直是包括中国大陆在内的许多大城市的头痛问题。在直径小于2.5微米(PM2.5)的污染物中,空气中的硫酸盐是由大气中二氧化硫(SO2)氧化引起的烟雾空气污染中最常见的成分之一。虽然二氧化硫和空气中硫酸盐形成之间的反应物和产物关系是众所周知的,但是使这种转化成为可能的复杂氧化剂和机理并不为人所知。这项研究发表在《自然地球科学》杂志上。

    特别是,氮氧化物在硫酸盐生产中的作用尚不清楚。控制硫酸盐污染一直困扰着研究者和政府。与氮氧化物不同,硫酸盐污染不是直接由污染源产生的。氮氧化物显然是从汽车尾气和煤、柴油和天然气等化石燃料的燃烧中排放出来的。这是首次系统地研究氮氧化物对氧化剂的多重影响,这使得这一系列化学反应成为可能。HKUST化学系和环境与可持续发展系的余鉴真教授领导的研究小组与加州理工学院合作:

    根据不同的化学环境,确定了氮氧化物在硫酸盐生产中三种不同作用的三种形成机制。在低氮氧化物条件下,氮氧化物催化二氧化硫的有效氧化剂羟基自由基的循环,从而促进硫酸盐的生成。在烟雾条件下常见的极高氮氧化物水平下,氮氧化物类型是SO2的主要氧化剂,从而也促进硫酸盐的形成。然而,在中高浓度氮氧化物的环境中,二氧化氮(氮氧化物家族的一员)实际上充当羟基自由基的汇,从而抑制二氧化硫的氧化和硫酸盐的形成。

    这些结果表明,为了在高污染雾度条件下降低硫酸盐水平,有必要同时控制SO2和氮氧化物的排放。然而,由于当排放量适度高时,氮氧化物抑制硫酸盐的形成,因此在这种环境中抑制氮氧化物将增加空气中的硫酸盐水平。由于硫酸盐是在大气中形成的,不能直接控制,因此必须以其前体成分(如二氧化硫和氮氧化物)为目标。空气中硫酸盐含量的有效降低取决于对硫酸盐及其前体之间定量关系的理解。这项研究建立了一个概念框架来描述硫酸盐和一组可控前体氮氧化物(NOx)之间的关系。

    低浓度和极高浓度的氮氧化物都能促进硫酸盐的产生,决策者在试图控制硫酸盐排放时应该注意这一点。由于硫酸盐是导致烟雾形成和酸雨的主要成分之一,因此本研究为制定更有效的措施来针对此类事件中涉及的主要污染物奠定了基础。这些污染物不仅会阻挡视线或使水环境变得更加酸性,还会危及人类健康。随着更多的了解和更好的控制,这将促进空气质量的改善,更好地保护整个公共健康和生态系统。

    博科公园|研究/出发地:香港科技大学

    参考期刊《自然地球科学》

    DOI : 10.1038/S -019-0485-5

    博科公园|科学、技术、科学研究、科学普及

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