我國學者在大氣有機物排放清單和來源解析取得新進展

在國家自然科學基金項目（批準號：21625701、92044302、22188102）等資助下，清華大學王書肖教授和趙斌助理教授團隊在大氣有機物排放清單和來源解析方面取得了新進展，相關研究成果以“全揮發性范圍排放清單框架修正了此前缺失和低估的二次有機氣溶膠的來源”（Full-volatility emission framework corrects missing and underestimated secondary organic aerosol sources）為題，于2022年4月15日發表在《一個地球》（One Earth）雜志上。論文鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590332222001488。

準確認識大氣細顆粒物（PM2.5）污染的來源是改善空氣質量、保護人體健康乃至正確預測氣候變化的基礎。在PM2.5的各類成分中，有機氣溶膠占比高且其化學組成和形成機制十分復雜，是當前大氣化學研究的熱點和難點。目前主流的空氣質量模型對有機氣溶膠、尤其是經過大氣化學反應生成的二次有機氣溶膠的模擬能力欠佳，使得人們對有機氣溶膠的污染來源認識不足，不利于科學精準控制排放源。針對這一難題，研究團隊以有機物排放清單為切入點，建立了覆蓋了全揮發性范圍的全新有機污染物排放框架，大幅改善了空氣質量模型對二次有機氣溶膠的模擬效果。以此為基礎，評估了各類污染物排放源對二次有機氣溶膠污染的貢獻，提升了人們對二次有機氣溶膠污染來源的認識。

污染源排放清單記錄著各類排放源的各類大氣污染物排放量，是空氣質量模型最重要的輸入數據。大氣中的有機氣溶膠從根源上來自于人類活動及自然過程排放的各種有機物。各類有機物無論揮發性高低，都是潛在的二次有機氣溶膠貢獻源。然而，傳統的有機污染物排放清單通常包括顆粒態有機物（POA）和氣態揮發性有機物（VOC），不但缺乏揮發性分布的信息，更遺漏了大量的中等揮發性和半揮發性有機物（IVOC和SVOC）的排放。基于重點源氣粒同步的有機物詳細化學物種排放測試結果，研究團隊建立覆蓋完整揮發性范圍的我國2017年有機物排放清單，從體系上更新了傳統的POA+VOC排放清單框架。該全揮發性范圍排放清單比傳統清單增加了338萬噸/年的IVOC和SVOC排放。這一排放清單明顯提升了空氣質量模型對我國有機氣溶膠濃度和構成的模擬效果。以此排放清單為基礎，該研究發現，雖然中等揮發性有機物排放量遠低于揮發性有機物，但其對二次有機氣溶膠濃度的貢獻卻接近甚至超過揮發性有機物。該研究結果表明，揮發性化學品使用（如涂料、油墨等）、民用燃燒源、交通源和生物質開放燃燒源均是重要的二次有機氣溶膠貢獻源，分別貢獻了二次有機氣溶膠來源的35%、24%、15%和12%。

建立全揮發性范圍有機物排放清單，不僅解決了二次有機氣溶膠模擬的科學問題，提升對有機氣溶膠來源的科學認識，也為我國未來有針對性地制定大氣污染源控制政策提供了有力支持。

 圖. 利用傳統有機物排放清單和全揮發性范圍有機物排放清單評估得到的不同排放源對我國平均二次有機氣溶膠濃度的貢獻