Page 20 - 空气污染控制与微粉捕集技术

Air Pollution Control and Micropowder Capture Technology
空气污染控制与微粉捕集技术

生在低温高湿的条件下是吻合的，但具体化学反应机理至今仍不十分清楚。
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中国 2013 年 1 月遭遇了严重的灰霾污染，污染面积达 130km ，8 亿人遭受
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污染，监测结果表明 74 座城市 PM 2.5 日平均浓度超过中国环境标准 75μg/m 。
Gustafsson 等人基于同位素方法研究指出生物质燃烧和化石燃料燃烧一次排放的

碳质气溶胶是南亚灰霾形成的主要原因，但Huang等人研究结果表明，北京、上海、
广州和西安 4 个城市中二次气溶胶和有机气溶胶分别占 30%~77% 和 44%~71%，
复杂的大气复合污染和二次细颗粒物才是中国灰霾形成的主要原因，2014 年
Guo 等人指出中国雾霾污染与全球其他国家呈现出明显的不同特征。Molina 组织

的 MILAGRO 项目中对墨西哥城的霾问题进行了系统研究，研究者们一致认为
一次排放细颗粒物，NO x ，SO x ，VOCs 和 NH 3 是致霾重点污染物，但对中国呈
现的氮氧化物、硫氧化物和氨为主同时造成重霾污染仍然难以进行科学解释。

目前，中国整体上以 PM 2.5 和 O 3 污染为主，O 3 污染主要发生在夏季，PM 2.5
主要发生在秋冬季，O 3 生成光化学反应机理基本清楚。虽然最近 4 年京津冀、
长三角、珠三角 PM 2.5 浓度下降了 30% 左右，中国 PM 2.5 的污染已经得到一定程
度的缓解，但污染程度仍明显超过其他污染物。PM 2.5 为机动车尾气、道路扬尘、
工业粉尘、黑炭等一次污染物和经化学反应和光化学反应生成的硝酸盐、硫酸盐、

铵盐等二次污染物的混合物，复杂的大气复合污染和二次细颗粒物才是中国灰
霾形成的主要原因。NO x 和 SO x 经 OH，NO 3 和 O 3 等自由基分别进行光化学氧
化形成二次细颗粒物的机制基本清晰，1991 年 Luria 和 Sievering 给出了 SO 2 在
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H 2 O 2 作用下在云滴中生成 SO 4 的液相氧化机理；2000 和 2012 年，Kuimala 等
人和 Mauldin 等人先后给出了 SO 2 在 OH 氧化基作用下和 SO 2 在 Criegee 中间体
作用下生成 H 2 SO 4 的均相氧化机理；2013 年 Harris 等人给出了 SO 2 在 TM 催化
2-
作用下生成 SO 4 的非均相氧化机理；同期 Ma 等人给出了 NO 2 和 SO 2 在 OH 自
由基的作用下分别生成 HNO 3 和 H 2 SO 4 的光化学反应和化学反应机理。但在中国

SO 2 -NO 2 复合致霾效应中 SO x 和 NO x 共存，SO 2 和亚硫酸盐向硫酸盐的转化速
率显著加快，即 NO x 是促进 SO 2 转化为硫酸盐的关键因素，He 等人在 2013 年 1
月北京地区重霾期间的观测数据和烟雾箱模拟实验中证实了该结论。对于 NO x ，
SO x 和自由基混合在一起发生反应的研究一直就是一个热点和难点。早在 1960

年 Renzetti 和 Doyle 发现，如果 1ppm NO（而不是 NO 2 ）加到含有 0.5ppm SO 2
的相对湿度为 50% 的空气中，在辐射时阻碍而不是增进气溶胶的生成，认为 SO 4

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