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我室在关中城市PM2.5质量浓度、消光和健康风险源贡献及减排效果源差异分析方面取得进展

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时间:2024-11-20  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

  关中平原地处黄土高原和秦岭之间,为河谷盆地地貌,受不利地形和气象因素影响,污染物消散能力不足。同时,社会经济活动区域集中,扬尘、化石能源、生物质燃烧和工业过程等源排放易累积导致污染,尤其采暖季雾霾时发,是我国大气污染防治重点区域之一。定量该区域PM2.5质量浓度、环境健康影响来源贡献,以及减排效果源差异分析对制定防治对策有重要意义。

  我室气溶胶理化过程及环境效应团队开展了关中城市PM2.5浓度、消光和健康风险来源贡献定量分析(咸阳),以及源减排与PM2.5浓度、光吸收和辐射效应变化关联分析(宝鸡)。发现PM2.5及其化学组分浓度在采暖季约为非采暖季的2.3-2.8倍;采暖季具有更高的氮氧化速率(NOR),而非采暖季有较高的硫氧化速率(SOR);有机质(OM)和二次无机气溶胶(SNA)是PM2.5的主要组分;NH4NO3是大气消光系数的主要贡献物质。PM2.5质量浓度、重金属健康风险和大气消光的主导源分别为生物质燃烧、工业排放和二次气溶胶。基于极端减排期宝鸡PM2.5工业源、交通源、燃煤源、生物质燃烧源、烟花爆竹和矿物尘等源贡献变化,利用神经网络模型(ANN)建立了特定源减排与环境质量、光吸收、辐射效应等定量关联。发现减排期因一次排放显著减少,燃煤、生物质燃烧和交通源PM2.5的光吸收贡献均有下降;但因一次源减排导致大气氧化性改变,促进二次气溶胶形成抵消了部分一次减排效果,同时增强了PM2.5的光吸收能力及直接辐射效率。该工作分别从PM2.5质量浓度、消光、健康风险及辐射效应等方面理解源贡献和减排效果源差异分析,有助于提高减排措施的精准性和有效性。

  上述成果发表于国际学术期刊Urban Climate和 Journal of Environmental Management。该工作得到科技部重点研发计划(2017YFC0212200)、黄土与第四纪地质国家重点实验室(SKLLQG2239),和中国科学院西部之光项目(XAB2021YN01)等支持。

  Qu, Yao; Liu, Hui-Kun; Zhang, Ting; Su, Hui; Wang, Nan; Zhou, Yue; Shi, Ju-Lian; Wang, Lu-Yao; Wang, Qi-Yuan; Liu, Sui-Xin; Zhu, Chong-Shu*; Cao, Jun-Ji. Source-specific light absorption and radiative effects decreases and indications due to the lockdown. 

Journal of Environmental Management 356, 120600, 2024

  https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120600

  Shi, Julian; Zhu, ChongShu*; Liu, SuiXin; Qu, Yao; Dai, WenTing; Wang, Nan; Wang, LuYao; Zhou, Yue; 

Li, Rui; Shi, YingQiang; Cao, JunJi. Insights into source-specific PM2.5 mass, light extinction, 

and health risks in heavily polluted urban and suburban areas, 

northwestern China. Urban Climate 58, 102205, 2024.

  https://doi.org/10.1016/j.uclim.2024.102205

 

  

   

  

  图1. 采暖季(HS)与非采暖季(NHS)PM2.5化学组分贡献(a、b)与浓度变化(c、d)

  

   

  

  图2. 采暖季(HS)与非采暖季(NHS)PM2.5质量浓度(a、b)、消光(c、d)和重金属健康风险(e、f)来源贡献

  

   

  

  图3. 一次排放及大气环境变化导致的PM2.5交通源、燃煤源和生物质燃烧源光吸收变化

  

   

  

  图4. PM2.5不同源直接辐射强迫和直接辐射强迫效率:交通源(a、d)、燃煤源(b、e)和生物质燃烧源(c、f)

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