我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了上海大氣中的硫酸——二甲胺——水三元成核現(xiàn)象，揭示了上海大氣污染納米微細(xì)粒子形成，也就是所謂大氣新粒子形成的化學(xué)機(jī)制。這為我國(guó)大氣顆粒物污染防治政策的制定提供了新的科學(xué)證據(jù)。
7月20日，該研究成果以《中國(guó)典型超大城市的硫酸——二甲胺大氣新粒子形成事件》為題發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
據(jù)論文通訊作者、復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授王琳介紹，由人類(lèi)活動(dòng)或自然活動(dòng)所帶來(lái)的大氣顆粒物直接排放，在科學(xué)上叫作“一次排放”，然而，在空氣中時(shí)常發(fā)生著的，還有顆粒物的“二次形成”，其中的一種形成過(guò)程是：大氣中部分氣體分子隨機(jī)碰撞，通過(guò)分子間作用力或化學(xué)鍵而生成分子團(tuán)簇，分子團(tuán)簇進(jìn)一步生長(zhǎng)則形成了納米微細(xì)粒子，也就是大氣新粒子，期間發(fā)生了從氣體到凝聚態(tài)的相變。這些納米微細(xì)粒子的繼續(xù)生長(zhǎng)，則可造成大氣PM2.5污染。
“這種過(guò)程會(huì)大幅增加顆粒物的數(shù)量濃度，我們團(tuán)隊(duì)就是關(guān)注這個(gè)變‘多’的過(guò)程，研究城市空氣中的大氣新粒子是怎么形成的�！蓖趿照f(shuō)。
利用國(guó)際上最新的納米顆粒物粒徑放大技術(shù)，通過(guò)長(zhǎng)達(dá)三年半的大氣觀測(cè)與數(shù)據(jù)分析，王琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)研究證實(shí)，在上海大氣新粒子的形成過(guò)程中，一個(gè)氣體硫酸分子和一個(gè)二甲胺分子隨機(jī)碰撞，通過(guò)氫鍵形成穩(wěn)定的分子簇，分子簇通過(guò)與其他硫酸分子、二甲胺分子、水分子或其他硫酸——二甲胺團(tuán)簇的碰撞繼續(xù)生長(zhǎng)；一定尺寸以后，其他物種（例如極低揮發(fā)性有機(jī)化合物）開(kāi)始加入這個(gè)過(guò)程，并最終形成大氣新粒子。
解釋了高污染城市大氣中的大氣新粒子形成事件，就能為我國(guó)大氣顆粒物污染尤其是大氣顆粒物的二次形成提供潛在的防治措施，也有助于更好地理解我國(guó)霧霾污染和更大尺度上的全球氣候變化。
王琳認(rèn)為，在中國(guó)典型的城市環(huán)境中，除了加強(qiáng)對(duì)污染物一次排放的監(jiān)測(cè)和管理，對(duì)污染物的二次形成也應(yīng)予以同樣程度的關(guān)注和重視，對(duì)參與大氣新粒子形成過(guò)程中的關(guān)鍵化學(xué)物種應(yīng)該有更具針對(duì)性的控制，如減少二氧化硫排放、提高生產(chǎn)生活污水處理能力等，從而有效降低空氣中顆粒物的數(shù)量濃度，減輕我國(guó)大氣顆粒物污染。此外，如將這一機(jī)制運(yùn)用于全球氣候模式中，能更好地模擬全球大氣顆粒物乃至云凝結(jié)核的數(shù)目，理解整個(gè)地球的氣候變化趨勢(shì)。
