image: This is a terahertz-2DCOS analysis of PM2.5 during red alert period (a) and normal condition (b). view more
Credit: ©Science China Press
近几年, 北京的大气污染防范与治理一直都是国内外关注的焦点。2015年12月7日晚, 北京市空气重污染应急指挥部发布空气重污染红色预警, 全市从12月8日7时至10日12时启动最高预警等级, 这是北京自2013年《北京市空气重污染应急预案》通过以来首次启动红色预警, 开始实施机动车单双号、工业停产、督查等治霾措施。这些措施是小题大做还是切实有效？最近一项研究揭示了基于太赫兹光谱的红色预警与普通条件下的PM2.5对比分析结果。 相关的研究论文题为 “Terahertz assessment of the atmospheric pollution during first-ever red alert period in Beijing”, Science China Physics, Mechanics & Astronomy (《中国科学: 物理学 力学 天文学》英文版)2017年第4期出版, 由中国石油大学(北京)赵昆教授担任通讯作者撰写。研究者采用太赫兹光谱(Terahertz spectroscopy)和二维相关光谱(Two-dimensional correlation spectroscopy, 2DCOS), 进行了红色预警期间及大气污染非红色预警条件下的PM2.5分析表征研究, 揭示了红色预警措施对改善空气质量的影响。
本次红色预警期间, 环保部门发布了一系列应急措施, 包括中小学、幼儿园停课, 企事业单位根据空气重污染情况可实行弹性工作制, 全市范围内实施机动车单双号行驶, 渣土、砂石等易扬尘的运输车实施停运, 增加道路保洁次数, 部分工业企业停产, 部分土石方和建筑拆除工地停工工业企业按名单实施停产限产措施等。因此, 有效地检测红色预警期间大气污染物的浓度和成分对于评价红色预警紧急措施十分重要, 可为今后的雾霾治理措施的制定提供参考。
研究者采集了首次红色预警期间的大气污染物PM2.5, 并对其进行了傅里叶变换红外光谱测试, 得到了PM2.5在太赫兹频段的吸收谱, 一方面, 通过PM2.5的吸光度证实该时间段内污染程度逐渐下降, 另一方面, 利用二维相关光谱对PM2.5的吸光度谱进行解析, 并与重污染但未发布红色预警期间的PM2.5解析结果进行对比, 发现以金属氧化物为主的扬尘环境污染物的吸收峰基本消失, 一部分硫酸盐的金属离子种类也发生了变化。基于太赫兹吸收和二维相关光谱的PM2.5解析结果说明红色预警措施遏制了金属氧化物的污染, 降低了硫酸盐等化合物的污染程度。
这一研究结果丰富了空气重污染紧急措施的评估体系, 可为环保部门制定大气污染治理措施提供有效的参考。
该项研究得到了国家自然科学基金(No.11574401)资助。
更多详情请阅原文：
H. L. Zhan, N. Li, K. Zhao, Z. W. Zhang, C. L. Zhang, and R. M. Bao, Terahertz assessment of the atmospheric pollution during the first-ever red alert period in Beijing, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 60, 044221 (2017)
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-016-0469-4
http://link.springer.com/article/10.1007/s11433-016-0469-4
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