解开氮氧化物和空气中硫酸盐之间的联系有助于解决雾霾空气污染问题

时间:2019-12-29 17:10 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

解开氮氧化物和空气中硫酸盐之间的联系有助于解决雾霾空气污染问题

湿度相对较高、能见度较低、PM2.5含量极高的雾霾天气,一直困扰着包括中国大陆在内的许多大城市。在直径小于2.5微米(PM2.5)的污染物中,空气中的硫酸盐是通过二氧化硫(SO2)氧化而形成大气中雾霾污染最常见的成分之一。

虽然二氧化硫和空气中硫酸盐形成之间的反应物-产物联系是众所周知的,但使这种转变成为可能的复杂氧化剂和机制却不是。特别是氮氧化物在硫酸盐生产中的作用尚不清楚。管理硫酸盐污染一直困扰着研究人员和政府,与氮氧化物不同,硫酸盐不是直接由污染源产生的,氮氧化物显然是由汽车尾气和化石燃料(包括煤、柴油和天然气)燃烧排放出来的。这是第一次系统地研究氮氧化物在影响氧化剂方面的多种作用,使这一系列化学反应成为可能。

与加州理工学院的合作,教授领导的研究小组于Jianzhen,香港科技大学化学系教授和分裂的环境和可持续性,确定三个形成机制体制对应于三个不同的角色,氮氧化物在硫酸生产根据化学环境。在低NOx条件下,NOx催化氧化SO2的有效氧化剂羟基自由基的循环,从而促进硫酸盐的形成。在雾霾条件下常见的极高的NOx水平下,NOx类型作为SO2的主要氧化剂,从而也促进了硫酸盐的形成。但是,在一个氮氧化物含量中等偏高的环境中,二氧化氮(氮氧化物家族中的一员)实际上会作为羟基自由基的沉淀,从而抑制二氧化硫的氧化,从而抑制硫酸盐的形成。

解开氮氧化物和空气中硫酸盐之间的联系有助于解决雾霾空气污染问题

这些结果表明,为了降低严重污染的雾霾条件下的硫酸盐水平,有必要对二氧化硫和氮氧化物排放进行联合控制。但是,由于氮氧化物在其排放量中等高的时候会抑制硫酸盐的形成,因此在这种环境中抑制氮氧化物就会提高空气中硫酸盐的水平。

“由于硫酸盐是在大气中形成的,不能直接控制,我们必须针对其前体成分(如二氧化硫和氮氧化物)。空气中硫酸盐含量的有效降低取决于对其与前体之间的定量关系的了解。这项工作奠定了一个概念框架来描述硫酸盐和它的一组可控前体氮氧化物(NOx)之间的关系,氮氧化物的低浓度和极高浓度都可以促进硫酸盐的生产。政策制定者在试图控制氮氧化物排放时应加以注意。

硫酸盐的主要组件,导致烟雾和酸雨形成,本研究制定更有效的措施奠定了基础的目标这个主要污染物参与此类事件不只是阻止视图或让水生环境酸性更强,但也妥协的人类健康。随着更好的理解和更好的控制,这将导致改善空气质量,更好地保护整个公共卫生和生态系统。

该小组的发现最近发表在科学杂志《自然地球科学》上。

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