Page 20 - 《华中农业大学学报(自然科学版)》2020年第5期
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华 中 农 业 大 学 学 报 第 39 卷
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的不同.紫外光照下, GDD 和 ATD 内的半导体组 注.真实的大气颗粒物在成核过程会产生许多表面
分会被激发, 经过光催化反应过程形成高活性的氧 缺陷, 尤其是以氧缺陷为代表的表面缺陷广泛地存
化物, 如 OH 、 HO 2 等 自 由 基, 这 些 自 由 基 与 在于矿质细颗粒表面.研究表明矿物颗粒的表面缺
SO 2 反应形成硫酸盐( 图 7 ).因此, Park 等 [ 32 ] 推导 陷是活性氧物种( ROS 、 O 2 - 、 OH 和 O 2 2- ) 的
出矿质颗粒物的化学组分可能决定其 SO 2 的吸收 生成位点, ROS 有利于驱动 SO 2 的氧化转化 [ 36G38 ] .
性能.此外, 光照、 湿度和共存 NO x 也会改变矿质颗
因此, 矿质颗粒物表面缺陷参与的大气污染物 SO 2
粒物表面 SO 2 的转化反应, 这说明昼夜和环境的污 表界面反应可能是影响大气中硫酸盐累积的重要因
染程度对大气中的 SO 2 化学行为有着深远的影响. 素之一, 其中涉及的反应历程需要进一步研究.
2 ) 矿质颗粒物表面非均相反应非常复杂.真实
大气环境复杂, SO 2 的化学转化可能是多污染物共
存条件下的复合污染过程 [ 39 ] , 这些气体污染物或者
其氧化产物( 酸性盐) 可能会改变矿质颗粒物表面的
理化性质.因此, 需要更多关注多组分在真实颗粒
物表面的化学过程, 并结合实际大气环境模拟污染
物变化才更具有实际意义.
3 ) 大气湿度及其导致的矿质颗粒物的吸湿现象
图 7 SO 2 在矿质颗粒物表面的非均相反应机制 [ 32 ] 对表面 SO 2 非均相反应的影响仍需深入探讨.以
Fi g .7 Reactionmechanismsforhetero g eneousp hotooxidation 往研究大多只是简单考虑了水蒸气对反应的影响或
ofSO 2onthesurfacesofmineraldust p articles [ 32 ] 者是水分子吸附 / 脱附的物理过程, 而其中的化学过
为了更加真实地模拟大气环境中 SO 2 的化学 程更值得深入研究.
行为, 研究者将实验室的微观机制研究与大气环境 4 ) 缺失合理的大气污染物模型.目前的研究局
宏观观测有机地结合起来深入研究 SO 2 的环境效 限于单一微观机制研究或宏观观测, 对于复杂的大
应. He 等 [ 33 ] 在 烟 雾 箱 中 验 证 了 矿 质 颗 粒 物 和 气环境过程, 需要将二者有机结合, 从多个维度分析
NO x 对 SO 2 成盐过程的促进作用, 发现 Al 2O 3 颗 SO 2 在大气中的迁移和转化轨迹.将微观研究落地
于宏观观测中, 再反向推演出合理的大气污染物模
粒物和 NO x 能提高硫 酸 盐 的 产 量, 而 不 加 Al 2O 3
的对照组中, NO x 不会促进 SO 2 转化为硫酸盐.并 型, 弥补目前的模型理论缺失, 为控制雾霾形成提供
且他们采用 2013 年 1 月份北京地区重霾期间监测
理论支持.
的数据进一步验证了该机制, 发现重霾形成过程中
参考文献 References
PM 2.5 成分中硫酸盐的增长与矿质颗粒增长趋势一
致, 说明重霾期间矿质颗粒物是促进 SO 2 成盐的关
[ 1 ] LU K , FUCHS H , HOFZUMAHAUS A , etal.Fastp hotoG
键因素. chemistr y inwintertimehaze : conse q uencesfor p ollutionmitiG
g ationstrate g ies [ J ] .Environmentalscience & technolo gy ,
3 讨论与展望 2019 , 53 ( 18 ): 10676G10684.
[ 2 ] ANZ , HUANG R , ZHANG R , etal.Severehazeinnorthern
随着对雾霾形成机制愈加深入的研究, 人们广
China : as y ner gyofanthro p o g enicemissionsandatmos p heric
泛认识到矿质颗粒物参与的 SO 2 非均相反应对环
p rocesses [ J ] .Proceedin g softheNationalAcadem yofSciences
境变化具有显著影响 [ 34G36 ] .尽管矿质颗粒物对 SO 2 oftheUnitedStatesofAmerica , 2019 , 116 ( 18 ): 8657G8666.
成盐反应的影响十分复杂, 但总体来看, 矿质颗粒物 [ 3 ] HUANGRJ , ZHANGYL , BOZZETTIC , etal.Hi g hsecondG
在促进 SO 2 转化为硫酸盐过程中起到了关键作用, ar yaerosolcontributiontop articulatep ollutiondurin ghazeeG
其参与的化学变化导致大气中无机盐的浓度增加, ventsinChina [ J ] .Nature , 2014 , 514 : 218G222.
进而加剧雾霾的形成.然而, 在矿质颗粒物参与的 [ 4 ] GUOS , HU M , ZAMORA M L , etal.Elucidatin gsevereurG
banhazeformationinChina [ J ] .Proceedin g softheNational
SO 2 非均相反应的研究中, 仍然还存在一些尚未清
Academ yofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica , 2014 ,
楚认识的问题, 这些问题将是未来研究的重点内容.
111 ( 49 ): 17373G17378.
1 ) 矿质颗粒物表面的缺陷效应需要被 重点关 [ 5 ] XU W Q , SUN Y L , WANG Q Q , etal.Chan g esinaerosol

