霧霾嚴(yán)重怪汽車?新研究發(fā)現(xiàn)致霾根源,個(gè)人日用品才是產(chǎn)霾主力

一到冬天,氣溫下降,空氣不流通,城市中的霧霾也會(huì)越來越嚴(yán)重。那么,這些霧霾究竟來自哪里呢?美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NOAA)合作進(jìn)行的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),我們?nèi)粘J褂玫幕瘜W(xué)、工業(yè)制品和家用產(chǎn)品,包括農(nóng)藥、涂料、油漆、清潔劑,甚至除臭劑這樣的個(gè)人護(hù)理用品,也就是說包括你家里使用的,任何有香味的,可以揮發(fā)的有機(jī)化合物(VOCs),對(duì)霧霾的貢獻(xiàn)與汽車尾氣和生物圈排放總量是一樣多的。

霧霾是一種由固體顆粒形成的空氣污染,主要由空氣中懸浮的灰塵顆粒構(gòu)成,也就是氣象學(xué)上所謂的氣溶膠顆粒。氣溶膠中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)經(jīng)大氣多次氧化后,會(huì)形成二次有機(jī)氣溶膠(SOA),是空氣中懸浮粒子的主要成分之一。
2018年,NOAA的研究人員在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇引發(fā)轟動(dòng)的文章,認(rèn)為非傳統(tǒng)的VOCs,也就是我們?nèi)粘J褂玫膿]發(fā)性物品,占了美國(guó)城市大氣中所有VOCs的一半。然而,二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的形成需要幾天的時(shí)間,在此過程中會(huì)被風(fēng)吹散,與陽光和其它氧化劑發(fā)生反應(yīng),這讓追蹤它們是哪種VOCs的來源變得非常困難。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員為此制造了一臺(tái)流動(dòng)氧化反應(yīng)器(oxidative flow reactor),可以收集城市各處的空氣,通過更高濃度的氧化劑來轟擊氣體,加速氣體的氧化過程,相當(dāng)于通過物理方式模擬了氣體分子在一周時(shí)間內(nèi)的所有反應(yīng),從而可以評(píng)估空氣樣本中SOA形成的全部潛力,而不必長(zhǎng)期跟蹤空氣。這有點(diǎn)像現(xiàn)在流行的一種APP,你拍一張自己的照片,就可以顯示10年后你是什么模樣。

研究人員把反應(yīng)器安裝在面包車?yán)?,形成了一個(gè)移動(dòng)的檢測(cè)平臺(tái),到城市的各個(gè)地方收集數(shù)據(jù),包括大型工業(yè)設(shè)施的下風(fēng)處,建筑工地旁,城市摩天大樓下面的街道,以及城市社區(qū)的底層建筑物之間。結(jié)果表明,在摩天大樓和社區(qū)建筑這些地方,反應(yīng)器都形成了大量的二次有機(jī)氣溶膠(SOA),尤其是在早上除臭劑和護(hù)發(fā)用品等消費(fèi)品大量使用的時(shí)候。

而在這些地方,此前最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)模型,都無法預(yù)測(cè)到反應(yīng)器中發(fā)現(xiàn)的這些SOA,這意味著在以前的研究中,它們都被完全忽略了。根據(jù)研究人員的估計(jì),這些人類排放產(chǎn)生的顆粒物,與交通和生物圈排放的總和大致相同,和NOAA的提出的假設(shè)是完全一致的。
這意味著什么呢?在美國(guó)城市形成的霧霾里,人類使用的有機(jī)揮發(fā)物占據(jù)了一半的貢獻(xiàn),超過了汽車排放產(chǎn)生的顆粒物。研究人員認(rèn)為,以前主要關(guān)注電廠和汽車排放對(duì)空氣質(zhì)量的影響,其實(shí)我們更應(yīng)該關(guān)注日常生活中無處不在的污染。
這項(xiàng)研究發(fā)表在2019年12月《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。