二次污染,是指某些一次污染物,在自然條件的作用下,改變了原有性質,而產(chǎn)生新的污染物的過程。
大氣污染已經(jīng)夠糟心了,竟然還有二次污染?資料顯示,目前治理形勢較嚴峻的臭氧污染、揮發(fā)性有機物等都是二次污染,除此之外,還有一個名字聽起來就很活躍的二次污染物——自由基。
資料顯示,大氣污染按照燃料性質和污染物的組成可以分為四種類型,其中自由基就屬于石油型大氣污染,主要來源于汽車尾氣、石油冶煉及石油化工廠的廢氣排放。在大氣污染防治中,自由基扮演著“陰陽師”的角色。
一方面,自由基是大氣有毒物質的“清道夫”,使有毒成分不能聚集;另一方面,自由基會與人為排放的揮發(fā)性有機物發(fā)生氧化,再與氮氧化物發(fā)生反應,生成臭氧和二次氣溶膠,對臭氧污染和顆粒物污染產(chǎn)生較大的影響。
以2019年3月份京津冀及周邊地區(qū)北部經(jīng)歷了一次大氣污染過程,國家大氣污染防治攻關聯(lián)合中心組織專家對本次污染進行分析發(fā)現(xiàn),在非高濕條件下,北京及周邊地區(qū)機動車和工業(yè)排放的NOx仍能夠在OH自由基等氧化劑的作用下向硝酸鹽有效轉化,是本次過程中北京市PM2.5污染加重的主要原因。
如此看來,大氣污染治理過程中也不能忽略自由基這一二次污染物。隨著全球氣候變化、大氣污染問題日益加劇,大氣污染治理越來越細分,在類似大氣組分探測、大氣復合污染化學、等前沿領域也展開了研究,包括對大氣自由基化學、新粒子和二次氣溶膠生成的觀測和機理研究,并取得重要突破。
在高VOC地區(qū)OH自由基觀測結果綜合分析表明,OH自由基非傳統(tǒng)再生機制在高VOC地區(qū)普遍存在并和NOx化學呈現(xiàn)競爭反應,有專家表示,對此開展進一步深入研究,將對區(qū)域二次污染控制策略的制訂影響顯著。
另一方面,從大氣自由基化學研究的角度出發(fā),二次顆粒物污染和臭氧污染的問題是具有同源性的。在如今臭氧污染較突出的情況下,如果僅依靠一次顆粒物的控制是遠遠不夠的,需要將重點轉向對二次污染的控制。
中國工程院院士、中國科學院安徽光學精密機械研究所首席科學家劉文清指出,雖然我國已初步形成了以國控點網(wǎng)絡為骨干的環(huán)境地面監(jiān)測網(wǎng)絡體系,以及科研型立體化監(jiān)測網(wǎng)絡,但目前還不能滿足臭氧等二次污染業(yè)務化監(jiān)測需求。
這就意味著,準確監(jiān)測自由基是基于當前大氣污染格局的變化趨勢。自由基能輕松監(jiān)測到嗎?跟常規(guī)的氣態(tài)污染物相比,自由基的濃度低、反應活性高、涉及的反應成千上萬,其測量和模擬比較困難。
但也并不是不能實現(xiàn)的,根據(jù)資料可知,目前HOx自由基的探測技術主要包括差分吸收光譜技術、基體分離和電子自旋共振技術、化學離子化質譜法和氣體擴張激光誘導熒光技術等。除此之外,在自由基的檢測上還出現(xiàn)了一些創(chuàng)新方法,比如“大氣自由基及活性前體物在線測量技術”項目李歆團隊采用國際上已經(jīng)成熟的技術路線——激光誘導熒光的方法,通過監(jiān)測熒光信號的強弱來判斷OH自由基的濃度。
接下來,我國大氣污染治理需要基于前體物減排與PM2.5/O3的非線性響應機制,構建大氣PM2.5/O3協(xié)同優(yōu)化控制新技術。為了達到這一目的,構建大氣污染超級觀測站/觀測平臺和光化學污染觀測網(wǎng),將自由基作為監(jiān)測大氣污染變化的一個重要指標,通過捕捉大氣二次污染隱形“殺手”,推動拓展我國大氣污染治理的深度和廣度。
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