揭开雾霾背后的秘密：中科院大气环境模拟系统的之旅
随着灰霾天气频发，中国科学院的科学家们正积极寻找研究的方法和途径。首席研究员贺泓不断呼吁，应加快建设大型大气环境模拟舱，为我国的大气环境研究和灰霾治理提供一个重要的平台。这一倡议，源于贺泓对大型烟雾箱建设的关注。
贺泓所提出的大型烟雾箱建设，其实是庞大“大气环境模拟系统研究计划”中的一部分。这个宏大的研究计划，包括了两个大型烟雾箱在内的六大系统及其辅助设施。总投资预计为5亿元，规划占地面积约为50亩。这个系统，宛如一个复杂的迷宫，致力于揭示大气环境的奥秘。
华西都市报记者在北京举行的“大气灰霾追因与控制”科学与技术前沿论坛上，看到了这个系统的总体规划图。那么，这个雾霾实验室是什么样的呢？它占地约50亩，由六大系统构成，包括大气光化学模拟舱、大气气溶胶模拟舱、检测系统、数值模拟系统、超级观测站以及预模拟和辅助设施。其中，大气光化学模拟舱和大气气溶胶模拟舱，就是我们俗称的“烟雾箱”系统。
早在2008年，中科院就开始对大气环境模拟系统的建设进行规划设想。虽然期间经历了多次的波折和未通过发改委评审的困境，但该项目一直被列为备选项目。贺泓在多个场合强调，随着治理雾霾的紧迫性日益增强，该项目的计划和目标又相对完备，很有可能会获得批复或部分批复。
那么，这个庞大的大气环境模拟系统项目有什么用处呢？它的主要目标是为了研究中国灰霾治理策略。据贺泓透露，整个项目的初步预算为5亿元。有业内人士认为，随着雾霾问题的日益严重，这个项目的实用性和紧迫性也在不断增强。
这个大气环境模拟系统不仅是一个科学研究平台，更是我们对抗雾霾的利器。通过这个系统，我们可以更好地模拟和了解雾霾的形成过程，为制定有效的治理策略提供科学依据。这也是中科院科学家们为应对我国环境问题，付出的努力和贡献。期待这个项目能早日获得批准，为我们揭开雾霾背后的秘密，找到有效的治理之道。贺泓指出，不同国家和地区的大气污染状况各具特色，因此空气质量诊断和预测模型也需因地制宜。欧洲烟雾箱主要进行单一的大气化学过程研究，并验证了多个大气化学机制；而美国和澳大利亚的烟雾箱则更注重复合大气污染过程模拟以及健康效应研究。这些成果对于我国雾霾污染的防治具有重要的借鉴意义。由于我国雾霾污染具有鲜明的区域性特征，国外的研究成果并不能完全适应我国的实际情况。灰霾研究和控制策略的制定必须结合我国的污染状况、区域经济发展状况等因素。
贺泓设想的大气环境模拟系统，将配备两个大型的烟雾箱，每个体积达300立方米，这将使我们在模拟大气环境方面达到世界领先水平。这样的烟雾箱不仅可以模拟大气中的各种化学反应，还能为预测和控制灰霾污染提供重要的理论依据。
那么，这个雾霾实验室是如何运作的呢？主要是通过研究二次颗粒物的形成机制来建立预测和控制的模型。烟雾箱是由塑料膜、玻璃、不锈钢等惰性材料制成的容器，用来模拟大气层的环境。目前我国现有的模拟舱多为中小型，容量有限，无法真实模拟大气中的光化学反应过程。建设符合国情的大型大气模拟舱显得尤为重要。
贺泓及其团队对设计的大气环境模拟系统寄予厚望，并设定了明确的科研目标。这个系统以大气光化学模拟舱和大气气溶胶模拟舱为核心，可以模拟我国实际大气污染状况下的二次污染物形成过程，揭示大气二次污染的形成机制，并评估污染控制技术和措施的效果。该系统还可以与外场观察和数值模拟相结合，形成闭合的实验体系，为我国建立自主知识产权的大气污染预测、诊断及控制决策模型提供支持。
中国科学院在2012年成立了“大气灰霾追因与控制”课题组，由贺泓担任首席研究员。该专项计划以环渤海、长三角、珠三角为研究区域，旨在阐明区域灰霾形成的机制，研发致霾关键污染物的控制技术，为控制灰霾污染提供科学可行的技术和政策解决方案。课题组的研究表明，燃煤和机动车排放是污染的主要来源之一。对于大气灰霾的追踪和控制具有重要的现实意义。
我国在灰霾研究方面已经取得了一定的成果，但仍面临诸多挑战。建设大型大气模拟舱、深入研究二次污染颗粒的形成机制、制定针对性的控制策略等是我们未来的研究方向。我们期待通过这些努力，为我国的灰霾污染治理提供有力的科技支持。王跃思揭示了中国中东部地区强霾污染物的混合特性，这些污染物融合了英国伦敦的烟雾事件和洛杉矶光化学烟雾事件的污染物特点，并叠加了中国特色的沙尘气溶胶。他认为，中国雾霾中含有的大量含氮有机颗粒物与洛杉矶上世纪的光化学烟雾成分相似，这是一个危险的信号。
王跃思进一步介绍了中科院的大气质量联合观测网，该网络由40个站点组成，覆盖了我国的重点区域，为长期、定位和联网观测提供精确的科学数据。针对京津冀地区的PM2.5跟踪调查，揭示了燃煤、机动车、工业和餐饮是主要来源，其中燃煤和机动车排放是两大主要污染源，二者在重污染时段的作用占比超过70%。
贺泓作为“大气灰霾追因与控制”课题组的首席研究员，对二次颗粒物的形成进行了深入研究。他发现，在成霾污染过程中，二次生成的细颗粒物占PM2.5的60%-70%以上。PM2.5的来源分为一次源和二次源，前者是直接向大气中排放颗粒物，后者则是指气态污染物在大气中经过复杂的物理化学反应产生颗粒物。
在成霾的过程中，硫酸盐起到了非常重要的作用。监测数据显示，硫酸盐通常占大气PM2.5颗粒的15%至20%之间。二次污染生成过程中，燃煤、重化工、机动车排放的二氧化硫和氮氧化物等气体经过大气氧化作用，变成硫酸盐和硝酸盐颗粒，加剧了雾霾的发生。尽管对于某些二次粒子的形成机制尚不完全清楚，但科学家们正在通过大气模拟环境试验、外场观察和数值模拟进行交互验证，以期形成闭合试验体系。
贺泓强调，要深入研究大气新粒子成核机制、二次粒子形成、增长和老化机制，特别是霾形成机制中的关键过程。这一研究成果对于防治雾霾天气具有重要的指导意义。为了更全面地了解雾霾的成因和防治方法，公众应该关注更多的新闻报道，共同为改善空气质量而努力。（来源华西都市报）
