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【转载】什么是“二次无机气溶胶”?
发表于 [2014-1-2 11:40:37] 返回上一级浏览4995次

“二次气溶胶”是什么?它们是从哪儿来的?

原文地址:

http://www.guokr.com/question/529533/

@青蛙陨石  环境地理博士

  所谓二次气溶胶,就是指排放到大气中的气态或颗粒态污染物发生化学反应(主要是紫外光、臭氧、OH自由基等引起的光化学反应)形成新的大气颗粒物。也就是说,二次气溶胶其实是独立于排放源的新产生的大气颗粒物。因此,进行源解析时,通常把二次气溶胶单独作为一个污染源进行研究。二次气溶胶产生的光化学反应很复杂,很多大气污染物(如NOx、SO2、VOCs、O3等)均可以参与到光化学反应中,而且反应也分为气态污染物之间的反应以及污染物在大气颗粒物界面上的反应等。也正是因为这个复杂性,“二次气溶胶”可以认为是污染物源解析的一个“筐”,不论什么来源的污染物最终都可能被归入到“二次气溶胶”这个筐中。这也是为什么之前一直热炒的“汽车尾气”在张仁健老师的这篇论文中只占4%。从这篇文章的数据看,二次气溶胶主要体现为硫酸盐、硝酸盐和铵盐的贡献,也就是说这些二次气溶胶可能主要是由SO2、NOx和NH4发生反应得来的。这三种污染物的来源已经是众所周知了,主要是燃煤、汽车尾气等都脱不了干系。所以实际上二次气溶胶也是间接来源于燃煤、工业生产和汽车尾气的,汽车尾气的贡献不止4%这么小。另外,比起年初王跃思老师发布的源解析数据,这次张老师的数据缺少对于有机物的分析,而一些有机物往往是指示汽车尾气排放的很好的“分子标志物”,没有这些指示物,张老师也只能把一部分汽车尾气的贡献笼统地归入到“二次气溶胶”中。同样,被热炒过的“烹饪”的贡献,也无法在张老师的源解析结果中体现。

  其实这里要多说一句的是,所谓气溶胶的源解析,使用指标的差异和解析方法的不同可以使结果产生很大的差异。所以现在任何所谓“明确”PM2.5来源的新闻报道都是片面的,科研人员没有人敢说自己的结果“明确”了来源。大家只要知道一个笼统的结果就可以了(比如这个新闻中的“化石燃料燃烧排放成为污染主要来源”),详细的排放行为(诸如汽车尾气排放、燃煤排放、做饭排放、烧秸秆排放等)的贡献都存在不确定性,不要过分解读。何况,这篇文章研究的是2009-2010年初的情况,与媒体热炒PM2.5的2011-2013年的情况未必一样(中国的发展速度那么快),也没必要拿这些结果说事。

 

@薯饺 生态学博士

  所谓二次气溶胶。首先是“二次的”,什么是“二次的”呢?在这篇文章中空气颗粒物污染源的分类体系里,是把土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染这些作为明确知道来源,还未发生复杂转化的空气颗粒污染物,作为“一次气溶胶”。所谓二次气溶胶,其实就是说已经发生了复杂转化和物理化学反应,难以明确界定空气颗粒污染物的明确初始来源,其实也就是从前面几类“一次气溶胶”或者同样来源的非颗粒污染物,通过光化学反应或者其他的复杂途径转化而来的新的空气颗粒污染物。
  然后就是“气溶胶”了,是颗粒小于一定粒径,往往是100微米,无论是液体微粒还是固体微粒,会较为稳定的悬停在空气中,形成以空气为分散剂的胶体状态。比如雾,就是水的小液滴形成的近地H2O气溶胶,浮尘天气,则是土壤来源的无机沙粒、尘土形成的以SiO2作为主要悬浮颗粒的近地气溶胶。雾霾,则是复杂污染物共同形成的近地气溶胶。而云就是远地表H2O气溶胶了。【突然觉得这里可以把钓鱼帝抓过来,写好几篇高质量钓鱼文的样子。大!雾!】

  二次气溶胶的产生过程里,汽车尾气中的氮氧化物,煤炭燃烧产生的二氧化硫都是参与这些复杂变化、诞生二次气溶胶的最重要物质来源。含硫煤炭的燃烧,汽油柴油的燃烧所产生的气态污染物如二氧化硫、氮氧化物他们在空气中往往会继续氧化转化成硫酸盐和硝酸盐,变成颗粒污染物,而这些颗粒污染物还不会停止转化,会吸附空气中水汽,变成小液滴,转化仍然不会停止,酸性小液滴会继续吸附其它一次、二次污染物(如土壤来源的无机尘土,生物质不完全燃烧产生的复杂有机物)进而继续不断相互反应,继续转化。于是,煤炭、汽车、生物质燃烧产生的污染物就转化成所谓的“二次气溶胶”了。

 

标签二次无机气溶胶 空气污染 PM2.5 
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