氣溶膠質(zhì)譜在線分析北京霧霾成分

  16日夜間開始，北京經(jīng)歷今年來持續(xù)時間最長、程度最重的霧和霾天氣過程。北京南部部分站點空氣質(zhì)量指數(shù)爆表，天地間一片昏暗。此時，網(wǎng)絡(luò)上、朋友圈里各類關(guān)于空氣質(zhì)量的言論開始流傳，其中人們最為關(guān)注的是“這次霧霾里主要是含硫酸銨，??原來倫敦有次硫酸銨超標(biāo)，有好多人沒有防護(hù)而死亡”。

　網(wǎng)絡(luò)流傳硫酸銨會致命。

　此次重污染天氣過程中，我們呼吸的空氣里這到底包含什么物質(zhì)?和之前的重污染天氣相比有何不同?硫酸銨會直接導(dǎo)致死亡嗎?為此，中國天氣網(wǎng)記者采訪了中國氣象科學(xué)研究院大氣成分所副研究員張養(yǎng)梅。

　北京的霾里到底有哪些成分?

　中國氣象科學(xué)研究院位于北京市海淀區(qū)中國氣象局大院內(nèi)，在氣科院大樓的樓頂，氣溶膠質(zhì)譜儀一直默默值守，在線采集、分析北京亞微米氣溶膠的成分。張養(yǎng)梅介紹道，所謂亞微米氣溶膠是指直徑在1微米以下的粒子。大家熟悉的PM2.5其實是一個總稱，包括空氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆粒或液滴。研究顯示，直徑1微米及以下的粒子占PM2.5的60%左右，因此質(zhì)譜儀采集的數(shù)據(jù)對于分析大氣成分是具有代表性的。

　各類顆粒在采樣顆粒中所占比重。綠色代表有機(jī)氣溶膠，橙色為硫酸鹽、藍(lán)色為硝酸鹽，粉色為氯化物，淺橙色為銨鹽。有機(jī)氣溶膠所占比重最大，硝酸鹽次之。

　16日至20日，北京采樣顆粒中有機(jī)氣溶膠占比最多。

　通過儀器采集數(shù)據(jù)及分析，12月5日至20日采集到的1微米及以下的粒子，主要包括有機(jī)氣溶膠、硝酸鹽、硫酸鹽等構(gòu)成。有機(jī)氣溶膠是一個總稱概念，具體的組成目前還沒有完全研究清楚，大家經(jīng)常聽說的多環(huán)芳烴就是有機(jī)氣溶膠的一種。硫酸鹽主要來自燃煤，燃煤排放的二氧化硫發(fā)生一系列氧化反應(yīng)，成為硫酸銨。硝酸鹽主要來自燃煤和機(jī)動車排放，氯化物的主要來源包括垃圾焚燒、燃煤以及燃放煙花爆竹等。

　16日至20日，北京采樣顆粒中有機(jī)氣溶膠占比最多。

　通過對12月16日至20日對北京的采樣顆粒進(jìn)行分析后，結(jié)果顯示有機(jī)氣溶膠是其中占比最大的顆粒，高達(dá)45%;硝酸鹽顆粒占比24%排第二，主要來自燃煤和機(jī)動車排放等;硫酸鹽占比15%，主要來自燃煤等;銨鹽占比12%，氯化物占比4%。

　北京霾和倫敦?zé)熿F一樣嗎?有致命成分?

　就在北京空氣質(zhì)量持續(xù)惡化之時，網(wǎng)絡(luò)謠言也開始流傳。針對網(wǎng)上流傳的硫酸銨會致命，張養(yǎng)梅表示這是不可能的?？諝赓|(zhì)量好時，空氣中也存在有機(jī)氣溶膠、硫酸鹽等顆粒，只是濃度較低、顆粒物較小。霾天氣時，儀器不會觀測到硫酸銨，觀測到的是硫酸、銨兩個離子，他們結(jié)合成硫酸銨的可能性很大，空氣重污染時濃度更高一些?？諝庵泻辛蛩徜@并不是政府發(fā)布紅色預(yù)警的必要條件。

　硫酸銨是顆粒物，和二氧化硫氣體有明顯區(qū)別，顆粒物對人體健康的影響程度沒有氣體迅速。如果空氣中二氧化硫氣體濃度很高的話，相當(dāng)于人在“吸毒氣”，對人體有致命影響。當(dāng)年的倫敦?zé)熿F在短短幾天內(nèi)造成數(shù)千人死亡，就是因為空氣中酸性氣體濃度太高。監(jiān)測顯示，12月5日以來，北京硫酸鹽的濃度峰值出現(xiàn)在20日，達(dá)40-50微克/立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于倫敦?zé)熿F事件時的濃度。

　當(dāng)然，硫酸銨等顆粒物也會影響人體健康。它們會隨著呼吸進(jìn)入人體肺部，引發(fā)心腦血管和呼吸道的疾病。另外，北京的空氣污染物中，含有一定比例的銨，會和硫酸、硝酸發(fā)生中和形成顆粒，和酸性氣體相比，顆粒的危害性相對輕一些。

　污染物濃度日間變化明顯 夜間高白天低

　分析還表明，空氣中各種污染物的濃度整體呈現(xiàn)白天低、夜間高的變化規(guī)律。分析時，將12月5日至20日每天同一時次顆粒濃度做分類平均統(tǒng)計，顯示顆粒物夜間濃度明顯偏高，白天下降明顯。

　各類顆粒的濃度白天下降明顯，夜間明顯上升。

　張養(yǎng)梅表示，濃度變化主要受排放量和氣象條件兩個因素影響。在排放量相同的情況下，從氣象條件來說，夜間濕度增大，可以吸附更多污染物。同時，冬季夜間氣溫較低，大氣邊界層下壓。在氣體容量不變的情況下，體積變小，空氣污染物濃度升高。白天，大氣邊界層抬升，體積增大，污染物濃度降低。

　和2008年相比硫酸鹽濃度下降

　總體來說，和之前相比，北京空氣中的顆粒種類的濃度分布排位沒有太大變化，有機(jī)氣溶膠的濃度一直是最大。但是分析顯示，今年12月和2008年1月相比，硫酸鹽在不同顆粒物比重的排位下降。

　從圖中可見，今年12月5日至20日，硝酸鹽(藍(lán)色)在顆粒物組成中濃度上升，基本都排在第二位，硫酸鹽下降排在第三位;而2008年1月5日至2月2日，硫酸鹽濃度排第二位，硝酸鹽排第三位。張養(yǎng)梅表示，這一數(shù)據(jù)的變化也可以說明，政府對二氧化硫排放的監(jiān)管和控制，比如煤改氣措施、工廠加裝脫硫設(shè)備等發(fā)揮了作用。硝酸鹽濃度的上升，則與燃煤、機(jī)動車排放增加有一定關(guān)系。

　北京的霧霾將在明天減弱消散，但在近幾年中，霾仍將在秋冬季反復(fù)出現(xiàn)。張養(yǎng)梅提醒大家，雖然霾天氣對人體的危害沒有那么“激烈”，但仍需防護(hù)，盡量減少在戶外活動的時間，外出時戴口罩。在室內(nèi)時，也可啟動空氣凈化器等設(shè)備，營造相對安全的空氣環(huán)境。