我国学者在大气有机物排放清单和来源解析取得新进展

在国家自然科学基金项目（批准号：21625701、92044302、22188102）等资助下，清华大学王书肖教授和赵斌助理教授团队在大气有机物排放清单和来源解析方面取得了新进展，相关研究成果以“全挥发性范围排放清单框架修正了此前缺失和低估的二次有机气溶胶的来源”（Full-volatility emission framework corrects missing and underestimated secondary organic aerosol sources）为题，于2022年4月15日发表在《一个地球》（One Earth）杂志上。论文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590332222001488。

准确认识大气细颗粒物（PM2.5）污染的来源是改善空气质量、保护人体健康乃至正确预测气候变化的基础。在PM2.5的各类成分中，有机气溶胶占比高且其化学组成和形成机制十分复杂，是当前大气化学研究的热点和难点。目前主流的空气质量模型对有机气溶胶、尤其是经过大气化学反应生成的二次有机气溶胶的模拟能力欠佳，使得人们对有机气溶胶的污染来源认识不足，不利于科学精准控制排放源。针对这一难题，研究团队以有机物排放清单为切入点，建立了覆盖了全挥发性范围的全新有机污染物排放框架，大幅改善了空气质量模型对二次有机气溶胶的模拟效果。以此为基础，评估了各类污染物排放源对二次有机气溶胶污染的贡献，提升了人们对二次有机气溶胶污染来源的认识。

污染源排放清单记录着各类排放源的各类大气污染物排放量，是空气质量模型最重要的输入数据。大气中的有机气溶胶从根源上来自于人类活动及自然过程排放的各种有机物。各类有机物无论挥发性高低，都是潜在的二次有机气溶胶贡献源。然而，传统的有机污染物排放清单通常包括颗粒态有机物（POA）和气态挥发性有机物（VOC），不但缺乏挥发性分布的信息，更遗漏了大量的中等挥发性和半挥发性有机物（IVOC和SVOC）的排放。基于重点源气粒同步的有机物详细化学物种排放测试结果，研究团队建立覆盖完整挥发性范围的我国2017年有机物排放清单，从体系上更新了传统的POA+VOC排放清单框架。该全挥发性范围排放清单比传统清单增加了338万吨/年的IVOC和SVOC排放。这一排放清单明显提升了空气质量模型对我国有机气溶胶浓度和构成的模拟效果。以此排放清单为基础，该研究发现，虽然中等挥发性有机物排放量远低于挥发性有机物，但其对二次有机气溶胶浓度的贡献却接近甚至超过挥发性有机物。该研究结果表明，挥发性化学品使用（如涂料、油墨等）、民用燃烧源、交通源和生物质开放燃烧源均是重要的二次有机气溶胶贡献源，分别贡献了二次有机气溶胶来源的35%、24%、15%和12%。

建立全挥发性范围有机物排放清单，不仅解决了二次有机气溶胶模拟的科学问题，提升对有机气溶胶来源的科学认识，也为我国未来有针对性地制定大气污染源控制政策提供了有力支持。

 图. 利用传统有机物排放清单和全挥发性范围有机物排放清单评估得到的不同排放源对我国平均二次有机气溶胶浓度的贡献