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中国式雾霾:千万吨化肥飘荡在空气里?

煤炭资讯网 2015-12-9 11:46:06    焦点话题

 

     在本人看来真正值得一看的关于雾霾的科普专题是财新的报道。各位恐怕不会信的,我看了此文后居然觉得有点松口气的感觉(当然,如下文所谈到,后来又觉得不可以太松口气)。

     这是因为按照财新此文阐明的雾霾形成机制,就目下而言雾霾的“毒副作用”或许没有原来想的那么大。

    在此之前,在经历了北京一场大雾霾之后,本人曾写了篇文章提出以“公交车辆电动力化”作为治理雾霾的一个突破口。当时在那篇文里,随手写了句“感觉呼吸的不是空气,而是酸雾”来形容雾霾的严重。

    但是过了几个月,偶然又看此文,忽然间觉得自己写的这句话好象有点不对劲:倘若是酸雾的话,那么咽喉应该有更强烈的刺激感啊,要知道当年伦敦和洛杉矶的大雾都造成了老人还有儿童的哮喘等呼吸道疾病大面积爆发,健康成年人也出现难以忍受的咽喉刺激症状……不过也没有经历过伦敦与洛城的雾霾,或许文献记载用笔夸张了,还是国内不报道医院的状况?

    直到14年秋,看到财新的专题,方才恍然大悟!

    原来中国的雾霾竟然也是“有中国特色”的!由于大量氨气被排入大气,导致在空气当中同时存在大量的酸性气体与碱性气体,以至发生中和反应,生成大量的铵盐。

    酸性雾霾与铵盐雾霾

    说起来,历史上伦敦与洛城的雾霾也是有所不同的:伦敦的雾霾更多来自于燃煤,成分基本上都是硫化物;而洛杉矶的“光化学烟雾”更多是大量机动车辆燃烧的劣质汽油引起的,除了硫氧化合物还含有大量的氮氧化合物,这也是洛城的雾霾往往呈明亮的橙黄色的原因。

    然而共同之处在于,伦敦与洛城的雾霾均系“酸雾”,二氧化硫与氮氧化合物在空气里转化而成的硫酸根和硝酸根都是强酸,又缺乏碱性气体的中和,使整个雾霾呈较强的酸性特征,直接表现就是上呼吸道强烈的刺激感。

    然而国内的污染状况是不同的,除了煤炭石油等等化石燃料所释放的酸性污染气体,还存在数量惊人的氨污染。财新的专题调研所得出的结论是华北地区的氨中和所有的二氧化硫与氮氧化合物尚有富余。这个结论至少我是万分震惊。要知道,由于硫酸根是二价,需要两倍的氨气来中和,再加上跟硝酸根一比一的所需氨气,以华北大排大放的工业污染,对应的氨排放简直是个天文数字!仅仅是在农田里撒的化肥,还有管理不善的生活污水,就放得出这么多氨气?但不管怎样,现实是数量惊人的氨被排放到了大气当中。

      随后,氨气与硫氧化合物、氮氧化合物转化而成的硫酸根和硝酸根发生中和反应,生成硫酸铵与硝酸铵。

    2 NH3 H2SO4 = (NH4)2SO4

NH3 HNO3 = NH4NO3

      由于硫酸铵与硝酸铵在常温下是固态而不是气体,生成后随即从大气里析出,以微细颗粒形式在空中随风飘荡。在空气里存在足够湿度时,铵盐开始吸水,最终以结晶体形式在空气当中形成足以造成可见光散射的悬浮颗粒,至此中国式雾霾宣告形成。

    且慢!硫酸铵与硝酸铵?这不是化肥吗?

    中国的雾霾,就是大量的化肥飘荡在空气里?

    问问上了点年纪的中国农民,硫铵和硝铵是什么,倘若反应得过来的话,就会说不就是“肥田粉”吗,好多年不用了都……

    在尿素大规模工业化生产的瓶颈尚未解决之前,几乎所有的氮肥都是铵盐。除了硫酸铵和硝酸铵,还有碳酸氢铵以及氯化铵。不过碳铵肥效太低,而氯铵由于各种因素很少生产,所以压倒多数是硫铵与硝铵。

       这两者里头又以硝酸铵的肥效更高,但是硝铵却更早地消失了,这其中的原因是:由于单位能量高,硝酸铵的另一个用途是炸药!储存了硝铵的农庄里,经过不太复杂的再加工就可以做出炸药包跟炸弹来。可以想象,这么一个难以掌控的公共安全威胁,无论是在国内还是国外都不可避免地被视为隐患。于是硝酸铵首先退出了舞台。

     硫酸铵倒是没有这个问题,但由于跟铵根搭配的是植物没有兴趣吸收的硫酸根,长期使用的后果就是“板地”。随着这个问题越来越明显地暴露出来,农民兄弟们怨声载道。随着尿素工业化的技术突破得以实现,硫铵迅速被挤出氮肥市场。铵盐在世界化肥产业里的主打时代就此终结。

铵盐雾霾是否构成健康威胁?

      虽然在化肥产业的地位已被尿素以及更加“高级”的复合肥所取代,但硫酸铵与硝酸铵毕竟作为化肥被广泛地使用了几十年的时间,肥效如何是旁的事,起码是从来没有听说过,有哪位农民兄弟因为吸入或吞服硝铵硫铵而中毒送医院。理论上的安全性,是有长期大规模实践佐证的。

      现在,大量的硫酸铵与硝酸铵以雾霾的形式飘荡在大气里,动不动就连跟帝都魔都等等地方的人民来作伴。了解了雾霾的基本成分之后,问题就是:除了下雨之后给作物花坛草坪免费施肥之外,以铵盐为基本成分的雾霾是否构成健康威胁?倘若是构成的话,是多大的威胁,又是什么性质的威胁?

这个问题本人并非该领域的专家,也不敢妄下断语,但就目前而言我个人敢说的一个谨慎的意见是:是健康威胁,但是很可能相比未经中和的酸性雾霾,“杀伤力”是较小的。

      这是因为酸性雾霾,比如伦敦版还有洛城版的雾霾,其“主体”成分就是对人体构成巨大杀伤的酸雾。而国内这个铵盐版雾霾,主体成分是对人体至少没有直接毒副作用的化肥。

    但是这是不是意味着铵盐雾霾就没有健康威胁问题?肯定不是。因为在铵盐颗粒形成后,很多类各种各样的物质还有微生物会迅速附着上去,它们随铵盐颗粒入肺之后会带来什么样的连锁反应?现在的研究才刚刚起步。

     所以,这里还有很多问题,需要相关领域的科研人员去探究。但是,不管怎样,知道了这中国式雾霾的主体成分是铵盐之后我还是有松口气的感觉。

      我反正是觉得,倘若没有那些不知从哪冒出来的氨气,或许在2013的那场大雾霾里,很多帝都居民早就进了ICU,很多甚至是没法活着出来吧……

然则,多走一步,却又是不寒而栗……

      如上所述,目下而言,走运的是国内特别是华北地区的酸碱类污染气体是基本平衡的。燃煤汽油柴油等等化石燃料放出的酸性污染气体与作为“大气当中唯一的碱性气体”的氨气得以相互中和,转化为了中性的铵盐。倘若不得不在酸性雾霾、碱性雾霾与中性的铵盐雾霾之间三选一,那么毫无疑问中性的铵盐雾霾是数害相比取其轻。

      但是现在最大的问题,就是谁也不知道那么多的氨是从哪来的。我们不知道这是怎么回事,就意味着在无知状态下破坏这些“氨源”的风险。

     在这个状况下,华北地区的巨大风险,不是硫系硝系酸性污染的增加(已是加无可加了),也不是氨污染的增加(由于是弱碱配强酸,氨稍微多一些并不是坏事),而是氨排放出现突然而大量的减少!

     可以设想一下,倘若酸碱平衡在瞬间被打破,帝都首当其冲被笼罩在一片酸雾之下,最严重的状况出现的话,每一口呼吸的空气都会把人呛得咳嗽,刮一阵风过来就会让人睁不开眼,天上掉下来的雨滴可以把皮肤烫出坑!那样的局面倘若出现的话,其严重后果不亚于一场化学武器袭击,是不折不扣的人道主义灾难!

     行文至此貌似都够拍一部比后天更震撼的大片了.....

     最后再说一句,倘若静静童鞋把这些搞明白搞透,放进穹顶之下里,效果如何?会比实际出来的更有轰动效果,还不会遭到伪科普的指责。可惜,不务正业啊,压根就没把作为科普工作基础的science吃透学明白研究到家。

 



来源:新浪博客 作者:黄光跃      编 辑:徐悉
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