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天空蓝,你觉的真的蓝吗?

创新网 2020-04-29 16:28 出处:中科院之声阳光明媚、蓝天白云(图1、2),你以为的好天儿真的天气就好吗?或许一种看不到摸不着的污染,已悄悄地拉低了空气质量,影响着我们的健康。可能大家猜到了——臭氧(O3),而过氧乙酰硝酸酯(PAN)作为O3“异卵双胞胎”常常被忽视。" /> <meta name="tags" content="天空" /> <meta content="always" name="referrer" /> & 编辑:@科技资讯网
来源:中科院之声 阳光明媚、蓝天白云(图1、2),你以为的好天儿真的天气就好吗?或许一种看不到摸不着的污染,已悄悄地拉低了空气质量,影响着我们的健康。可能大家猜到了——臭氧(O3),而过氧乙酰硝酸酯(PAN)作为O3

来源:中科院之声

阳光明媚、蓝天白云(图1、2),你以为的好天儿真的天气就好吗?或许一种看不到摸不着的污染,已悄悄地拉低了空气质量,影响着我们的健康。可能大家猜到了——臭氧(O3),而过氧乙酰硝酸酯(PAN)作为O3“异卵双胞胎”常常被忽视。PAN污染和O3污染一样很有“迷惑性”,因为它往往在风和日丽、天空晴朗时发生,人们更难察觉。二者常常相伴出现,一年四季二者相关性都很强(图3)。雾霾有多严重,人们一眼就能看到,但是PAN污染发生时的蓝天白云却给人“空气很清新”的错觉。

天空蓝,你觉的真的蓝吗?

研究所天空蓝(陈进生研究员拍摄)(图1)

天空蓝,你觉的真的蓝吗?

仪器天空蓝(陈进生研究员拍摄)(图2)

天空蓝,你觉的真的蓝吗?

图片来源于(Hu et al. 2020)(图3)

它从哪里来?

PAN没有天然源,只有人为源,其形成过程与O3相似,都是二氧化氮(NO2)与大气中的挥发性有机物(VOCs)在太阳光照的作用下形成的产物。与形成O3的VOCs不同的是,形成PAN的VOCs只能先通过反应形成过氧乙酰自由基(PA自由基),然后通过与NO2的反应形成PAN。在城市中,过氧乙酰自由基最主要的源是乙醛,因此乙醛也成为PAN的最主要的有机物前体物。由于其只有人为源,大气中测得PAN相对于O3更适合作为发生光化学烟雾的依据。

它到哪里去?

PAN的光化学活性和水溶性都不强,与OH的反应速率较慢,因此在对流层中主要的去除途经是热分解回到NO2和过氧乙酰基。热分解反应的程度与温度密切相关,因而PAN的大气寿命随温度变化很大,在室温25°C约为30分钟,在0°C约8小时,而在对流层上部由于温度很低,PAN相当稳定,寿命可达几个月,从而被传输到偏远的地区。因此,当PAN被传输到温暖的偏远地区就会释放出NO2,改变当地的氮氧化物的空间分布,并影响当地的大气光化学反应。

PAN浓度高发地点?

近地层(0-2km)是与人类生产生活息息相关的层结,在中国东部,尤其是中国东南沿海地区PAN浓度最高(图4)。中国科学院城市环境研究所陈进生团队对中国东南沿海地区PAN及相关参数进行为期一年的观测,发现该地区PAN最大值能够达到4.2 ppb,年平均浓度为0.55 ppb。

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图片来源于(Fischer et al. 2014)(图4)

它有多讨厌?

O3素有“在天是佛,在地是魔”的称号,意思是O3在平流层能吸收紫外线、保护地球上的生物。在近地层由于其强氧化性对人体健康、植物和材料都会产生很大的危害。相对于O3,PAN则是百害而无一利。PAN能强烈地刺激眼睛,引起流泪和炎症,其中易感人群包括儿童、老年人、孕妇、心脏&呼吸系统疾病患者和户外工作者(图5);还能伤害植物,使多种植物叶子的背面呈青铜色或发生玻璃化,使农作物产量大幅度降低。有研究指出,它还是造成皮肤癌的可能试剂。

天空蓝,你觉的真的蓝吗?

图片来自网络(图5)

如何预防它带来的危害?

对于普通公众,惹不起我们还躲不起吗?预防PAN污染最好的方法是待在家里做宅男宅女。避开在PAN比较高的时段外出活动,比如下午一点到三点。不开窗效果更佳,因为PAN缺少太阳光无法持续生成。这样不仅可以规避PAN带来的伤害,还可以减少与O3的接触,因为O3也是在午后一点至三点达到峰值(图6)。不同于颗粒物,出门带口罩对抵挡PAN没有什么作用。不过,这时候可以通过减少户外活动,通常房屋建筑对于户外的大气污染具有一定屏障作用。

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图片来自(Hu et al. 2020)(图6)

如何控制PAN污染?

要控制PAN污染,从根源上说,就是要控制其前体物的排放,即氮氧化物(NOx)和VOCs。例如,吹南风时,厦门岛(排放大量的NOx和VOCs)位于观测站点(IUE)上风向,不同季节污染物玫瑰图均表明在吹南风时,PAN浓度较高。当然,由于大气迁移扩散的影响,大气环境很难在一个地区“独善其身”,因此需要各个地区合作,联防联控,不仅使大气变蓝,还要是健康的蓝。

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图片来自(Hu et al. 2020)

来源:中国科学院城市环境研究所

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