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氨氣竟是霧霾的促進劑


作為一種堿性氣體，氨氣可以同水以及酸性物質(zhì)反應(yīng)。正是這種獨特的化學(xué)特性，使氨氣扮演了壞空氣推手的角色。

銨鹽是氨在PM2.5中的主要存在形式，其主要有硫酸銨和硝酸銨。硫酸銨、硝酸銨分別由二氧化硫、氮氧化物的氧化產(chǎn)物和氨中和反應(yīng)生成。

關(guān)于硫酸銨、硝酸銨在PM2.5中的質(zhì)量濃度，多位接受財新記者采訪的科學(xué)家所持看法比王躍思還要“激進”。

宋宇認(rèn)為，在平日的輕污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨總質(zhì)量在PM2.5總質(zhì)量中占比為30%左右，部分重污染天會超過60%。宋宇多年致力于大氣擴散的數(shù)值模擬、大氣污染源解析等方面的研究。

北京環(huán)科院大氣所所長彭應(yīng)登的研究數(shù)據(jù)顯示，兩者平時約占30%多，但重度霧霾時能突破50%，“像北京，今年最嚴(yán)重時，占到50%多。”

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教授劉學(xué)軍的研究數(shù)據(jù)也顯示，平時占比15%-30%，嚴(yán)重時高于50%。

在空氣學(xué)者眼中，霧霾或灰霾與氨的關(guān)系顯而易見。

燃煤、汽車尾氣污染源等排放出的二氧化硫、氮氧化物，在大氣中先氧化成氣態(tài)硫酸、硝酸，再與農(nóng)業(yè)、工業(yè)排放的過量氨氣中和，生成硫酸銨、硝酸銨顆粒物。

在充分吸收水分后，上述顆粒物的直徑漲到可以接近可見光的波段，消光作用極強。其消光效能是粗顆粒物的5倍左右。這樣的細顆粒物達到特定濃度后，灰霾天氣就會出現(xiàn)。

氨溶于水，1體積水能溶解700體積的氨，這意味著當(dāng)大氣濕度增高時，氨會更容易與水進行反應(yīng)，水又吸收了二氧化硫和二氧化氮，變成液相亞硫酸和亞硝酸。在合適的氧化反應(yīng)條件下，（后兩者）就會轉(zhuǎn)化成硫酸和硝酸，與氨發(fā)生中和反應(yīng)，生成顆粒態(tài)的硫酸銨和硝酸銨。大氣中的氨對顆粒物的形成和增長起著極其重要的作用，可以說是大氣霾污染的生成促進劑。

相比質(zhì)量濃度，用銨離子的摩爾濃度來說明氨污染嚴(yán)重性。摩爾表示物質(zhì)的量，銨離子摩爾濃度指單位體積內(nèi)銨（NH4+，氨分子衍生出的陽離子）的摩爾量，而非質(zhì)量。

在北京，銨離子在PM2.5無機鹽中所占的摩爾濃度，天氣良好時約10%，重污染天氣里，銨離子在PM2.5無機鹽中的摩爾濃度達50%。并且，在重污染天氣中，銨離子在所有污染成份中的摩爾濃度排第一位。

氨污染的可怕，還在于其在重污染天氣里具有爆發(fā)效應(yīng)。從清潔天變成污染天時，與氨直接相關(guān)的硫酸銨、硝酸銨的濃度增長非�？�，可達十幾倍，而其他污染物質(zhì)如有機碳（OC）等的濃度只增長幾倍。

所謂重污染天氣，常伴隨著高相對濕度和小風(fēng)，這很利于二氧化硫、氮氧化物、氨在大氣中的積累。氨可以提高液滴的堿性，液相環(huán)境可能成為二氧化硫氧化的主要場所。液滴中生成的硫酸銨和硝酸銨在空氣中進一步積累，便成為大氣能見度的致命殺手。


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