中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心等單位承擔(dān)的中科院“大氣灰霾追因與控制”專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金等項(xiàng)目在復(fù)合污染致霾效應(yīng)的研究中取得進(jìn)展，揭示了大氣中礦塵和氮氧化物(NOx=NO+NO2)對(duì)PM2.5主要成分硫酸鹽形成的促進(jìn)作用，相關(guān)研究成果近日發(fā)表于Nature出版集團(tuán)的Scientific Reports, 2014(4): 04172。
硫酸鹽是大氣細(xì)顆粒物的重要組分，具有很強(qiáng)的光散射效應(yīng)，對(duì)全球氣候變化和區(qū)域空氣質(zhì)量具有重要影響，特別是與灰霾成因密切相關(guān)。近年來(lái)，關(guān)于大氣中二氧化硫（SO2）轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的機(jī)制成為國(guó)際大氣化學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題。
賀泓研究組在前期研究工作中發(fā)現(xiàn)，空氣氣氛下SO2在常見的礦質(zhì)氧化物表面發(fā)生非均相反應(yīng)，其主要產(chǎn)物為亞硫酸鹽，短時(shí)間內(nèi)難以轉(zhuǎn)化為硫酸鹽（Fe2O3和MgO除外）；研究發(fā)現(xiàn)，共存的NOx可以極大地促進(jìn)SO2和亞硫酸鹽向硫酸鹽的轉(zhuǎn)化；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，NO2和氧化物顆粒的關(guān)鍵作用是作為催化劑，活化了氣氛中的分子氧，進(jìn)而促進(jìn)了硫酸鹽的形成。相關(guān)機(jī)理研究已發(fā)表于國(guó)際期刊J. Phys. Chem. A, 2008 (112), 6630-6635; Phys. Chem. Chem. Phys., 2012 (14), 1668-1676。
中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“大氣灰霾追因和控制”啟動(dòng)以來(lái)，該團(tuán)隊(duì)在更接近實(shí)際大氣環(huán)境的煙霧箱中對(duì)該反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證，確認(rèn)了環(huán)境濃度的NOx和懸浮礦質(zhì)氧化物顆粒對(duì)生成硫酸鹽的促進(jìn)作用和機(jī)理；另一方面，在2013年1月份北京地區(qū)強(qiáng)霾期間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，北京城區(qū)和北部遠(yuǎn)郊區(qū)的SO2濃度接近，但PM2.5濃度城區(qū)高、郊區(qū)低且與NOx濃度呈正相關(guān)；而重霾形成過(guò)程中PM2.5成份中百分比含量增長(zhǎng)最大的為硫酸鹽，且其增長(zhǎng)趨勢(shì)與礦塵組分密切相關(guān)，說(shuō)明成霾期間共存礦質(zhì)顆粒物和高濃度NOx是促進(jìn)SO2轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的關(guān)鍵因素。上述結(jié)果顯示，復(fù)合污染條件下，SO2的環(huán)境容量下降，導(dǎo)致硫酸鹽快速增長(zhǎng)致霾。
該項(xiàng)工作得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“大氣灰霾追因與控制”和國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金（20937004）的支持，由中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、中科院大氣物理研究所、清華大學(xué)合作完成。
