中德兩國(guó)研究人員21日說(shuō)，他們破解了北京及華北地區(qū)霧霾最主要成分硫酸鹽的形成之謎，發(fā)現(xiàn)在大氣細(xì)顆粒物吸附的水分中二氧化氮與二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)是當(dāng)前霧霾期間硫酸鹽的主要生成路徑。這一發(fā)現(xiàn)凸顯在繼續(xù)實(shí)施減排措施的同時(shí)優(yōu)先加大氮氧化物減排力度對(duì)緩解空氣污染問(wèn)題的重要性。

研究硫酸鹽是解決霧霾關(guān)鍵

已有研究表明，隨著PM2.5污染程度上升，硫酸鹽是PM2.5中相對(duì)比重上升最快的成分。因此，硫酸鹽的來(lái)源研究是解釋霧霾形成的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

清華大學(xué)賀克斌院士、張強(qiáng)教授、鄭光潔博士和德國(guó)馬克斯·普朗克化學(xué)研究所的程雅芳教授、烏爾里希·珀施爾教授、蘇杭教授等人當(dāng)天在新一期美國(guó)《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們運(yùn)用外場(chǎng)觀測(cè)、模型模擬及理論計(jì)算等手段發(fā)現(xiàn)，在北京及華北地區(qū)霧霾期間，硫酸鹽主要是由二氧化硫和二氧化氮溶于空氣中的“顆粒物結(jié)合水”，在中國(guó)北方地區(qū)特有的偏中性環(huán)境下迅速反應(yīng)生成。顆粒物結(jié)合水是指PM2.5在相對(duì)濕度較高的環(huán)境下潮解所吸附的水分。

結(jié)論與通常認(rèn)為的

形成機(jī)制大不同

該結(jié)論與通常認(rèn)為的硫酸鹽形成機(jī)制有較大不同?，F(xiàn)有基于歐美等地區(qū)的經(jīng)典大氣化學(xué)理論認(rèn)為，硫酸鹽主要是在云水環(huán)境中形成，由于云中的液態(tài)水含量遠(yuǎn)高于顆粒物結(jié)合水，通常高出1000到10萬(wàn)倍，所以與云水中的硫酸鹽生成反應(yīng)相比，顆粒物結(jié)合水中的反應(yīng)可以忽略；理論計(jì)算還顯示，在云水反應(yīng)路徑中，二氧化氮氧化二氧化硫生成硫酸鹽這一路徑的貢獻(xiàn)也可忽略不計(jì)。

而在北京及華北地區(qū)霧霾期間，一方面，由于顆粒物濃度大幅上升及靜穩(wěn)氣象條件下相對(duì)濕度較高等原因，顆粒物結(jié)合水含量遠(yuǎn)高于經(jīng)典情景，顆粒物結(jié)合水中的反應(yīng)總量大大提升；另一方面，重度霧霾期間二氧化氮濃度為經(jīng)典云水情景下的50倍以上，這直接改變了二氧化氮氧化路徑的相對(duì)重要性。此外，北京及華北地區(qū)大量存在的氨、礦物粉塵等堿性物質(zhì)使得當(dāng)?shù)仡w粒物結(jié)合水的pH值遠(yuǎn)高于美國(guó)等地，呈現(xiàn)出特有的偏中性環(huán)境，而二氧化氮氧化機(jī)制的反應(yīng)速率會(huì)隨pH值上升而大幅提高。

要優(yōu)先降低氮氧化物的排放

研究人員據(jù)此在論文中指出，優(yōu)先降低氮氧化物的排放可能有助大幅降低中國(guó)霧霾中的硫酸鹽污染水平。

“該研究表明我國(guó)復(fù)合型污染的特殊性。”賀克斌院士對(duì)記者說(shuō)，“高二氧化硫主要來(lái)自燃煤電廠，高二氧化氮主要來(lái)自電廠和機(jī)動(dòng)車等，而起到中和作用的堿性物質(zhì)氨、礦物粉塵等則來(lái)自農(nóng)業(yè)、工業(yè)污染、揚(yáng)塵等其他來(lái)源。這些不同的污染源在我國(guó)同時(shí)以高強(qiáng)度排放，導(dǎo)致硫酸鹽以特有的化學(xué)生成路徑迅速生成，這也是重度霧霾期間顆粒物濃度迅速增長(zhǎng)的主要原因之一。”

倫敦酸霧通常被認(rèn)為是由燃煤排放的煙塵以及二氧化硫等一次污染物所致。洛杉磯霧霾則是一種光化學(xué)污染，主要原因是機(jī)動(dòng)車尾氣在陽(yáng)光作用下反應(yīng)生成了二次污染物。而中國(guó)霧霾是一次與二次污染物混合造成。

霧霾最易對(duì)兒童造成傷害

2015年2月4日，中國(guó)首個(gè)評(píng)估PM2.5對(duì)公眾健康影響的研究報(bào)告《危險(xiǎn)的呼吸：大氣PM2.5對(duì)中國(guó)城市公眾健康效應(yīng)研究》指出：2013年，PM2.5污染導(dǎo)致全國(guó)31座省會(huì)城市、直轄市中25.7萬(wàn)人超額死亡。該研究結(jié)果僅限于肺癌、腦血管病、缺血性心臟病和慢性阻塞性肺疾病導(dǎo)致的死亡病例數(shù)，而霧霾對(duì)人體免疫系統(tǒng)、生育系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)同樣能造成很大損害，但目前尚未找到上述疾病的權(quán)威數(shù)據(jù)。

孩子患哮喘風(fēng)險(xiǎn)增加

早在2013年，世界衛(wèi)生組織就把霧霾列為一類致癌物質(zhì)。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)梅爾曼公共衛(wèi)生學(xué)院研究者考察了1952年“倫敦霧霾事件”對(duì)兒童早期健康的影響及長(zhǎng)期的健康后果。研究者選取了2916名參與者，調(diào)查結(jié)果顯示：出生后第一年暴露于霧霾中，會(huì)導(dǎo)致童年患哮喘風(fēng)險(xiǎn)增加20%，成年時(shí)患哮喘風(fēng)險(xiǎn)增加9.5%；在母親子宮中就暴露于霧霾中，會(huì)讓他們童年患哮喘風(fēng)險(xiǎn)增加8%。

在各大醫(yī)院門診中，兒童患者數(shù)量確實(shí)呈上升趨勢(shì)。以鄭州市兒童醫(yī)院為例，該院西區(qū)醫(yī)院內(nèi)科一病區(qū)主任孫曉敏表示，就她個(gè)人的門診來(lái)看，以前半天大概看四五十個(gè)孩子，而最近她每半天都要接待約70個(gè)小病號(hào)。“上呼吸道感染的孩子多，癥狀主要是咳嗽、喘息等。”

室內(nèi)污染容易被忽略

為解決學(xué)校教室污染問(wèn)題，許多家長(zhǎng)提議集資在教室安裝空氣凈化器。對(duì)此，北京市教委有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前主要存在兩個(gè)難題：一是有的學(xué)校不具備條件，如學(xué)校的電壓電路等安全環(huán)境不允許；二是空氣凈化器要在一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境中使用，而教室需要經(jīng)常開門、開窗，至少在課間時(shí)必須通風(fēng)，客觀上不能達(dá)到這個(gè)條件。

北京協(xié)和醫(yī)院呼吸科主任徐勇勝表示，家長(zhǎng)在關(guān)注室外空氣質(zhì)量的同時(shí)，不要忽略了室內(nèi)空氣污染對(duì)兒童的影響。“霧霾天氣，兒童應(yīng)少出門，減少室外活動(dòng)量，從室外回家后，要及時(shí)洗手、洗臉并用淡鹽水沖洗鼻腔口腔。還要盡量減少家中做飯的油煙和“二手煙”的室內(nèi)空氣污染源。”