中國科學技術大學今年4月解開京津冀地區秋冬嚴重霧霾汙染主因之一是硫酸鹽之後,最近在研究華南霧霾的物質來源和形成機制上再度取得重要進展。查出華南霧霾主要由石化燃料或生物質(可作為燃料或工業原料,活著或剛死去的有機物)的燃燒引起。由於產生原因和過程不同,也需透過不同方式尋求解決。
中國科學技術大學沈延安教授團隊與美國加州大學聖地牙哥分校林莽博士,及美國科學院院士MarkH.Thiemens教授等合作,首次將放射性硫同位素(35S)與穩定硫同位素(32S/33S/34S/36S)相結合,以國家大氣環境背景值武夷山監測站為研究點,探討華南地區氣溶膠物理傳輸途徑和化學形成機制,發現霧霾硫酸鹽存在非常顯著的33S和36S同位素非質量信號,說明33S的異常來源於平流層(地表以上12公里到50公里範圍)的光化學反應。36S的異常組成主要是來源於石化燃料或生物質的燃燒過程,不同於人們以前認為煤的燃燒為主因。
有助於制定治理政策
「這項研究為霧霾的物質來源、傳輸途徑和形成機制提供了新的研究思路和有力證據,對制定霧霾治理政策和措施具有指導意義。」沈延安表示,不同硫同位素異常成因,對探討早期生命演化和地球早期25億年之前大氣的組成,也具有重要啟示。相關研究成果8月6日發表在國際著名學術期刊《美國科學院院刊》上。
除了華南地區,京津冀地區秋冬季面臨嚴重的霧霾汙染,主因也已被中國科大地球和空間科學學院謝周清教授帶領的「霧霾關鍵汙染物形成的大氣化學機制」團隊,在今年4月取得重要進展。這項研究首次通過三氧同位素的非質量分餾,定量揭示了北京APEC前後霧霾硫酸鹽的形成機制。研究成果也發表在國際大氣環境權威期刊《大氣化學和物理學》上。
南北霧霾的成因不一
近年來,由於人類、工業和自然活動的影響,大氣汙染和持續的霧霾天氣嚴重影響了經濟發展和人類健康,因此研究霧霾的來源和形成機制,具有重要的理論和現實意義。雖然霧霾主要由硫酸鹽、硝酸鹽、有機碳和黑碳等組成,或石化燃料或生物質的燃燒引起,但專家認為,霧霾在大陸南北的成因不一,未來仍需找出不同的因應和解決之道。
陸科學家:霧霾越重森林生長越快
「森林在霧霾天長得更快!」今年6月,此一與許多人印象截然相反的結論發表在《氣候變化生物學》(Global Change Biology)上。論文第一作者、中國科學院植物研究所的博士生王欣表示,在科學界,這不算令人驚訝。她表示,這個結論反而會讓世界各國的減碳任務更加艱巨。
從2012到2014年,王欣幾乎每天都待在北京香山腳下,一片由她親手種植的楊樹林。這是大陸北方最常見的樹種之一。霧霾嚴重時,不遠處的香山完全隱身。
在此之前,科學家對霧霾的研究大多集中於對人體健康的影響,對於霧霾在整個生態系統中引發的變化知之甚少。但王欣和劉玲莉共同的研究發現,霧霾屬於大氣氣溶膠的一種,氣溶膠和膠水在質地上沒什麼相似之處,它更像一團灰霧,是「懸浮在大氣中的固態和液態顆粒物的總稱」。過去30年的觀測資料顯示,氣溶膠會影響全球森林的光合作用效率,濃度越高效率越高。
王欣和劉玲莉的研究發現,「霧霾越嚴重,森林越是加快生長並拚命工作」。這也就意味著,霧霾侵襲減少,光合作用就會減弱,森林的生長速度必將變慢,為人類承擔減碳任務的能力將下降。因此,未來在訂出減碳計畫時,要將森林的作用考慮進去;並隨著計畫的推進,提高減碳的配額,才能保證每個階段達到所預期的目標。
(記者/李鋅銅)