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黎明
大氣污染已經(jīng)夠糟心了，竟然還有二次污染？資料顯示，目前治理形勢(shì)較嚴(yán)峻的臭氧污染、揮發(fā)性有機(jī)物等都是二次污染，除此之外，還有一個(gè)名字聽(tīng)起來(lái)就很活躍的二次污染物——自由基。
資料顯示，大氣污染按照燃料性質(zhì)和污染物的組成可以分為四種類型，其中自由基就屬于石油型大氣污染，主要來(lái)源于汽車尾氣、石油冶煉及石油化工廠的廢氣排放。在大氣污染防治中，自由基扮演著“陰陽(yáng)師”的角色。
一方面，自由基是大氣有毒物質(zhì)的“清道夫”，使有毒成分不能聚集；另一方面，自由基會(huì)與人為排放的揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生氧化，再與氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成臭氧和二次氣溶膠，對(duì)臭氧污染和顆粒物污染產(chǎn)生較大的影響。
以2019年3月份京津冀及周邊地區(qū)北部經(jīng)歷了一次大氣污染過(guò)程，國(guó)家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心組織專家對(duì)本次污染進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在非高濕條件下，北京及周邊地區(qū)機(jī)動(dòng)車和工業(yè)排放的NOx仍能夠在OH自由基等氧化劑的作用下向硝酸鹽有效轉(zhuǎn)化，是本次過(guò)程中北京市PM2.5污染加重的主要原因。
如此看來(lái)，大氣污染治理過(guò)程中也不能忽略自由基這一二次污染物。隨著氣候變化、大氣污染問(wèn)題日益加劇，大氣污染治理越來(lái)越細(xì)分，在類似大氣組分探測(cè)、大氣復(fù)合污染化學(xué)、等前沿領(lǐng)域也展開(kāi)了研究，包括對(duì)大氣自由基化學(xué)、新粒子和二次氣溶膠生成的觀測(cè)和機(jī)理研究，并取得重要突破。
在高VOC地區(qū)OH自由基觀測(cè)結(jié)果綜合分析表明，OH自由基非傳統(tǒng)再生機(jī)制在高VOC地區(qū)普遍存在并和NOx化學(xué)呈現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，有專家表示，對(duì)此開(kāi)展進(jìn)一步深入研究，將對(duì)區(qū)域二次污染控制策略的制訂影響顯著。
另一方面，從大氣自由基化學(xué)研究的角度出發(fā)，二次顆粒物污染和臭氧污染的問(wèn)題是具有同源性的。在如今臭氧污染較突出的情況下，如果僅依靠一次顆粒物的控制是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)Χ挝廴镜目刂啤?br />
中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所首席科學(xué)家劉文清指出，雖然我國(guó)已初步形成了以國(guó)控點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)為骨干的環(huán)境地面監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，以及科研型立體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，但目前還不能滿足臭氧等二次污染業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)需求。
這就意味著，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)自由基是基于當(dāng)前大氣污染格局的變化趨勢(shì)。自由基能輕松監(jiān)測(cè)到嗎？跟常規(guī)的氣態(tài)污染物相比，自由基的濃度低、反應(yīng)活性高、涉及的反應(yīng)成千上萬(wàn)，其測(cè)量和模擬比較困難。
但也并不是不能實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)資料可知，目前HOx自由基的探測(cè)技術(shù)主要包括差分吸收光譜技術(shù)、基體分離和電子自旋共振技術(shù)、化學(xué)離子化質(zhì)譜法和氣體擴(kuò)張激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)等。除此之外，在自由基的檢測(cè)上還出現(xiàn)了一些創(chuàng)新方法，比如“大氣自由基及活性前體物在線測(cè)量技術(shù)”項(xiàng)目李歆團(tuán)隊(duì)采用上已經(jīng)成熟的技術(shù)路線——激光誘導(dǎo)熒光的方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)熒光信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)判斷OH自由基的濃度。
接下來(lái)，我國(guó)大氣污染治理需要基于前體物減排與PM2.5/O3的非線性響應(yīng)機(jī)制，構(gòu)建大氣PM2.5/O3協(xié)同優(yōu)化控制新技術(shù)。為了達(dá)到這一目的，構(gòu)建大氣污染超級(jí)觀測(cè)站/觀測(cè)平臺(tái)和光化學(xué)污染觀測(cè)網(wǎng)，將自由基作為監(jiān)測(cè)大氣污染變化的一個(gè)重要指標(biāo)，通過(guò)捕捉大氣二次污染隱形“殺手”，推動(dòng)拓展我國(guó)大氣污染治理的深度和廣度。
