10月下旬,西安交通大學師生經過兩個月的研究,將收集的西安霧霾顆粒放大數十萬倍,發現霧霾呈現出來復雜的形貌和成分令人震驚。您可以盡情發揮自己的想象力,猜測這些呈現出來的形貌,星球?膠囊?果凍...通過研究發現霧霾成分復雜,但是其隱含的腐蝕性不容小覷。
硫酸鹽顆粒
富鈦合包殼顆粒
煙塵集合體顆粒
鐵氧化物顆粒
未知顆粒
附著的超細顆粒
鐵氧化物顆粒群
含鉻、鉛顆粒
好奇霧霾到底是什么師生研究了兩個月
“很多人都知道霧霾,但霧霾到底是什么?”今年春季霧霾困擾時,西安交大微納中心執行主任單智偉教授提出了這個問題,但周圍沒人能回答他。
“霧霾是什么成分?長什么樣?”在單智偉指導下,研究生丁明帥和同學開始了一項特殊研究。他們3月至4月連續兩個月,每天用硅片收集空氣中沉降的顆粒物,然后通過掃描電子顯微鏡放大數萬至數十萬倍。
丁明帥說,他們從中選取了1081個顆粒分析,其中PM2.5顆粒494個。顯微鏡下的霧霾顆粒令他大開眼界。
分析揚塵顆粒占比最高主要是汽車尾氣
根據形貌和成分,他們把空氣顆粒分為七大類。占比最高的是揚塵顆粒,達到33.4%,主要成分是硅鋁酸鹽、富鈣顆粒,形狀極不規則。
其次是含硫顆粒,占14.8%。外形有的像鹽粒,有的像絨球。“主要來源是汽車尾氣。其中的硫酸物一旦進入空氣中和水蒸氣結合,易生成弱酸性物質,有腐蝕作用。”單智偉說。
燃煤飛灰和煙塵集合體的比例,分別占9.5%、6.1%。燃煤飛灰的形貌大多是規則的球形。他們認為,這兩種成分應與煤炭和天然氣燃燒有關。
還有一些成分來源很難確定,如硅氧化物、鐵氧化物。
驚嘆外貌好奇特含鋅顆粒像一串葡萄
含微量元素顆粒最為奇特。其中含鈦顆粒是半透明的球體,內部裝滿了鈦氧化物微粒;含碲顆粒像長滿枝杈的竹子,來源不明;含鋅顆粒則像一串葡萄。
最讓單智偉擔心的是含鉛、鉻顆粒。“這種顆粒多次觀察到。鉛本身比重比較大,但與其他物質結合后,就像坐了小飛機,懸浮在空氣中到處傳播,對健康的危害尤其嚴重。”
他們還測試了一些顆粒的力學性能,發現部分顆粒硬度達到鋼鐵的5~10倍。顆粒內部也很奇特,把燃煤飛灰顆粒切開,內部全是泡狀。
建議鎖定霧霾來源采取措施降低危害
“明白了霧霾成分,就便于鎖定來源,有針對性采取措施。”單智偉說。
他建議,對于揚塵顆粒,要通過立法規范建設行為;對于汽車尾氣,可以加裝裝置進行有效過濾;對于燃煤飛灰和煙塵集合體,可采取新技術和調整能源結構加以解決。
單智偉還提醒,在關注健康危害的同時,也不要忽視PM2.5對工業的影響。“高硬度的顆粒可能給高精度機械設備帶來損害,造成損失。要改進封裝工藝、封裝環境,降低霧霾對工業的影響。”
責任編輯:張春穎
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