11月18日，一篇《国际科研团队：中国霾是中性的，与当年伦敦夺命大雾成分不同》的报道，在网上炸开了锅。这项国际科研团队里的中国专家是谁？中国霾真的因为“中性“而安全吗？中外雾霾成分和成因究竟有何不同？

北京科技报记者第一时间联系到了该论文的第一作者——中国科学院地球环境研究所王格慧研究员。他为本报独家揭示了伦敦夺命雾霾的成因，并全面解释了导致中外雾霾的具体化学反应过程。

中国霾、伦敦雾到底有哪些不同？

中国霾是伦敦雾和洛杉矶光化学污染结合体

“我知道这篇论文被接受，将发表在《美国国家科学院院刊》上，但直到你（记者）联系我，我才注意到大家都在关注论文中提及的伦敦雾酸性，中国霾中性的事情。”王格慧说，这次他们联合了北京大学、中国科学院大气物理研究所、中国环境科学研究院，以及美国、以色列、英国等国家相关科研单位的专家共同开展了这项工作。他表示，目前网络上对论文中内容的相关报道，存在多处表述内容不准确不完整的地方，有待澄清。

提到雾霾，人们很容易想到中国霾和伦敦雾。60年前，英国历史上发生的一件最严重的空气污染灾难-伦敦雾，它也是有记录以来最可怕的一个烟雾事件。1952年12月5日，当伦敦上空被雾霾笼罩时，起初伦敦市民并不以为然，因为他们早就习惯了“烟云缭绕”的生活。然而，几天后，伦敦的很多地方能见度不足1米，交通陷入瘫痪，上万人出现呼吸问题。当年，这场持续5天的伦敦雾霾事件，最终导致1.2万人死于空气污染。有媒体曾这样描述当时的场景：“浓重的雾霾吞噬了汽车，车速甚至不如秉烛前进的行人；电影院被迫关门，因为能见度还不到前几排；歌唱家因为突发咽喉不适而无法登台演出；肮脏的雾霾钻入室内，也钻入伦敦人的肺里，大批心脏病、哮喘和支气管疾病患者因得不到及时治疗而死去。”

伦敦雾致命的原因在于当时伦敦工厂和居民大量燃煤排放，大气中存在高浓度二氧化硫和氮氧化物，在浓雾天气条件下，雾滴上发生二氧化硫氧化，生成大量硫酸。由于雾滴直径在数十微米，其体积比灰霾粒子大2-3个数量级，因此，所形成的硫酸被高度稀释，雾滴并没有显现强酸性。但是在中午时分随着气温升高，雾滴上水汽蒸发，雾滴直径由数十微米变小为1-2个微米，硫酸被高度浓缩，产生大量强酸性气溶胶，从而引发大规模呼吸道疾病，导致三周内数千人死亡。

60年后，中国的许多城市面临雾霾，并且“中国霾”的问题普遍而持久。众所周知，雾霾是多种因素造成的综合结果。以燃煤为主的能源结构、升级滞后的油品、城市建设中的大量扬尘，以及汽车尾气等等，都是空气污染的“罪魁祸首”。

▲11月18日，北京雾霾傍晚再次加重，造成交通严重拥堵

“然而，目前一些报道中，对于伦敦雾和中国霾的异同还没有完全说清楚。”王格慧解释到，伦敦雾与中国雾霾有相同的过程，这里是指二者在雾霾期间，二氧化硫在颗粒物或者雾滴上被二氧化氮等氧化剂氧化形成硫酸盐的液相化学机制是一样的。但是，伦敦雾事件是发生在雾滴上，而中国是发生在灰霾粒子上，雾滴体积远大于灰霾粒子。

▲二氧化硫液相氧化机制（图A表示伦敦雾事件；图B代表中国霾；图C表示：北京雾霾从清洁天到雾霾天的形成过程。其中：绿色代表二次有机气溶胶，蓝色代表硝酸盐，红色代表硫酸盐，黄色代表铵盐，它们之间的协同效应）

“中国霾中性”主要是与英国伦敦烟雾事件期间的大气颗粒物相比，中国灰霾粒子的酸碱度（pH值）偏中性。伦敦当时污染物浓度远远高于我国现在，并且大气中存在大量强酸性粒子，容易造成急性呼吸系统疾病，尤其是对本身患有慢性呼吸道疾病的人群，影响更为严重。事实上，空气污染是全世界尤其是发展中国家普遍面临的问题，空气污染物（比如灰霾粒子）会对人体健康造成长期损害。

在我国，空气中有大量的氨气存在，硫酸盐形成过程中与氨结合，中和了酸性粒子，变成了中性。这里的中性是指灰霾粒子的酸碱度。

▲该项研究提出的两个反应方程式之一，即中国霾里硫酸盐形成的化学方程式，也是中国霾中性的主要原因

与伦敦雾相比，目前我国雾霾是煤烟型和机动车尾气型的复合污染，既有洛杉矶光化学污染特征，也有伦敦1952年烟雾事件的煤烟型特征。

冬季灰霾粒子暴增的原因是什么？

不被重视的“氮氧化物氧化二氧化硫”

要了解雾霾，首先需要知道硫酸盐。硫酸盐是大气气溶胶PM2.5（也称作大气细粒子）中主要组分之一，它对云的形成、酸雨、能见度和人体健康有着重要影响。大气中的硫酸盐主要是二氧化硫经光化学氧化形成。中国雾霾期硫酸盐的形成机制非常复杂，在高相对湿度条件下，还需要氨气的中和作用，并且需要在颗粒物上，二氧化硫被二氧化氮迅速氧化就会生成硫酸盐，而硫酸盐反过来又会促进硝酸盐、二次有机气溶胶的形成，三者之间相互协同，从而进一步加剧雾霾污染。

这次研究能揭开伦敦雾致命真相，并非有心插柳。事实上，当时做这项工作，主要目的是为了了解我国雾霾期硫酸盐暴增的原因，而伦敦雾的研究只是“碰巧”为之。传统理论对大气中二氧化氮氧化二氧化硫的效应并未给予足够重视，当前国内外学者对这一化学反应有所认识，但是缺乏直接证据。此项工作首次通过外场观测并结合实验室烟雾箱模拟发现，二氧化氮可在颗粒物（大气气溶胶液相）上快速氧化二氧化硫，生成硫酸盐。理清了这一化学反应过程，他们就开始查阅50年代英国学者的一些观测数据并开展相关研究，进而推测致命伦敦雾的原因。

▲该项研究提出的关于伦敦雾里生成硫酸盐的化学反应方程式，也是伦敦雾酸性的主要原因

为啥北京天气状况改善不明显？

灰霾粒子无机盐增多消光能力强

中国霾的成分有硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机物、黑碳，以及矿物粉尘等。中国雾霾的元凶有燃煤电厂、工业、机动车等燃烧化石燃料以及工业制造等过程排放的二氧化硫、氮氧化物以及挥发性有机物，也有居民燃煤等原因。此外，道路和建筑扬尘也是灰霾粒子的重要来源