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研究人员揭开了1952年伦敦雾和当今中国雾霾的谜团

 

很少有美国人了解这件事,1952年,包含污染物的伦敦大雾在5天时间里笼罩了整个伦敦,导致呼吸困难,几千居民为此丧生。几十年来,有关大雾的确切原因和雾的性质仍有许多未解之谜,一个国际研究团队(包括来自德州农工大学附属机构的研究人员)认为,他们已经找到了问题的答案,同样的空气污染也发生在中国和其它地方。

德州农工大学的研究人员特聘教授Renyi Zhang,大气科学主席和化学教授哈罗德J.海恩斯,以及研究生Yun Lin, Wilmarie Marrero-Ortiz, Jeremiah Secrest, Yixin Li, Jiaxi Hu,Bowen Pan和来自中国、美国、以色列、英国的科学家将他们的成果发表在美国国家科学院院刊上。

1952年12月,大雾笼罩伦敦,一开始当地居民并没有特别注意它,因为它似乎和几千年来席卷整个英国的自然雾气没有什么不同。

但在接下来的几天里,情况恶化,天空变暗。在城市里的许多地方,能见度降低到只有3英尺,所有交通中断,许多人感到呼吸困难。到12月9日雾气消散的时候,至少4000人丧生,超过15万人入院治疗。该地区的几千头牲畜死亡。

最近英国的研究说,死亡人数可能更高,超过1.2万人(各个年龄段)死于此次大雾。众所周知,许多人死亡的原因可能是由于燃煤排放造成的,但在过去60年里,致命大雾和污染的确切化学过程还没有被充分了解。

1952年伦敦烟雾事件发生后,英国政府在1956年颁布了《清洁空气法案》,伦敦烟雾事件认为是欧洲历史上最严重的空气污染事件。

通过实验室试验和在中国的大气测量,研究团队给出了答案。

“人们知道硫酸盐是大雾的元凶,家庭、发电厂和其它方式通过煤炭燃烧释放出二氧化硫,二氧化硫会导致硫酸颗粒的形成,” Zhang说。

“但是二氧化硫如何转化成硫酸,这个过程我们还不清楚。我们的研究结果表明,氮氧化物,(燃煤的另一个副产品)会促进这个过程,最初只发生在自然雾气上。二氧化硫转化成硫酸盐的另一个关键方面是,它产生酸性粒子,粒子会抑制这个过程。自然雾包含几十微米大小的较大粒子,形成的酸被充分稀释了。自然雾中的颗粒蒸发,留下尺寸较小的酸性雾霾颗粒,笼罩整个城市。”

研究表明,类似的化学过程在中国频繁发生,中国已经和空气污染斗争了几十年。世界上污染最严重的20个城市,中国占了16个,相比于美国环境保护署制定的空气标准,北京已经超标了很多倍。

“在中国,不同的是,雾霾始于尺寸更小的纳米粒子,硫酸盐形成过程唯一可能是与氨结合,中和了酸性粒子。” Zhang补充道。

“在中国,二氧化硫主要是由发电厂排放的,二氧化氮来自发电厂和汽车,氨来自化肥使用和汽车。正是这个化学过程导致了中国雾霾的发生。有趣的是,虽然伦敦大雾是高酸性的,但是现在中国的雾霾基本上是中性的。”

Zhang说,在过去十年,中国一直在努力减少空气污染问题,但是空气质量持续恶化,在雾霾天气里,人们往往需要戴口罩。过去25年里,中国高速发展的工业和制造业,以及城市化进程是导致空气问题的发生部分原因。

“更好地了解空气污染,是中国提出有效监管措施的关键,”他补充道。

“中国政府已经承诺尽一切可能减少排放,但这需要时间,”他指出。“我们认为我们的研究有助于揭开1952年伦敦大雾的谜团,也能够给中国一些启示,如何改善空气质量。减少氮氧化物和氨的排放量可能是有效的方式,能够破环硫酸盐的形成过程。”(张微/编译)

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