中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心等單位承擔的中科院“大氣灰霾追因與控制”專項和國家自然科學重點基金等項目在復合污染致霾效應的研究中取得進展，揭示了大氣中礦塵和氮氧化物(NOx=NO+NO2)對PM2.5主要成分硫酸鹽形成的促進作用，相關研究成果近日發(fā)表于Nature出版集團的Scientific Reports, 2014(4): 04172。
硫酸鹽是大氣細顆粒物的重要組分，具有很強的光散射效應，對全球氣候變化和區(qū)域空氣質(zhì)量具有重要影響，特別是與灰霾成因密切相關。近年來，關于大氣中二氧化硫（SO2）轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的機制成為國際大氣化學研究的熱點和前沿問題。
賀泓研究組在前期研究工作中發(fā)現(xiàn)，空氣氣氛下SO2在常見的礦質(zhì)氧化物表面發(fā)生非均相反應，其主要產(chǎn)物為亞硫酸鹽，短時間內(nèi)難以轉(zhuǎn)化為硫酸鹽（Fe2O3和MgO除外）；研究發(fā)現(xiàn)，共存的NOx可以極大地促進SO2和亞硫酸鹽向硫酸鹽的轉(zhuǎn)化；進一步分析發(fā)現(xiàn)，NO2和氧化物顆粒的關鍵作用是作為催化劑，活化了氣氛中的分子氧，進而促進了硫酸鹽的形成。相關機理研究已發(fā)表于國際期刊J. Phys. Chem. A, 2008 (112), 6630-6635; Phys. Chem. Chem. Phys., 2012 (14), 1668-1676。
中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“大氣灰霾追因和控制”啟動以來，該團隊在更接近實際大氣環(huán)境的煙霧箱中對該反應機理進行了驗證，確認了環(huán)境濃度的NOx和懸浮礦質(zhì)氧化物顆粒對生成硫酸鹽的促進作用和機理；另一方面，在2013年1月份北京地區(qū)強霾期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，北京城區(qū)和北部遠郊區(qū)的SO2濃度接近，但PM2.5濃度城區(qū)高、郊區(qū)低且與NOx濃度呈正相關；而重霾形成過程中PM2.5成份中百分比含量增長最大的為硫酸鹽，且其增長趨勢與礦塵組分密切相關，說明成霾期間共存礦質(zhì)顆粒物和高濃度NOx是促進SO2轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的關鍵因素。上述結果顯示，復合污染條件下，SO2的環(huán)境容量下降，導致硫酸鹽快速增長致霾。
該項工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“大氣灰霾追因與控制”和國家自然科學重點基金（20937004）的支持，由中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、中科院大氣物理研究所、清華大學合作完成。
