热点研究 | 北京冬季PM2.5多模型分时段源解析

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编者按：因北京严重的雾霾现象，PM2.5的来源受到广泛关注。同时评估不同污染源、其区域传输及排放区域的影响，可以为减排政策的制定实施提出科学、有效的建议。

受区域内空气污染物排放及污染物区域传输的影响，北京的PM2.5污染（雾霾现象）严重，且具有频率高、持续时间长的特点， 对公众生活和人类健康都造成了极大的影响。因此，北京PM2.5的来源受到广泛关注，但单一模型的分析有局限性，并不能全面、准确的分析污染物来源及区域传输的影响。

为解决上述问题，中国清洁空气政策伙伴关系（CCAPP）伙伴关系成员清华大学环境学院贺克斌院士研究组和地球系统科学系张强教授研究组、伯明翰大学地理、地球和环境科学学院Roy M. Harrison教授、北京大学环境科学与工程学院和大气边界层物理和大气化学国家重点实验室（中国科学院大气物理研究所）组成国际联合研究团队，通过结合受体模型（PMF）、空气质量模型（NAQPMS）及轨迹模型，从污染源、其区域传输及排放区域三个方面对2016年北京冬季PM2.5污染进行源解析，为减排政策的制定实施提出了科学、有效的建议。

结果表明，二次无机气溶胶（SIA）和有机物（OM）是北京PM2.5的主要组成部分，分别占PM2.5总质量的57%和24%（图1），其中SO4²⁻在SIA中占主导地位。研究表明，SIA和OM占比高及OC/EC比例较高。说明，在北京冬季，二次污染影响显著。该研究发现，SO4²⁻和K浓度偏高。说明，煤炭和生物质燃烧对PM2.5浓度影响较大。因此，二次污染源和燃烧源是北京发生雾霾的主要因素，为了更好地控制该污染源，必须确定其污染贡献与本地排放贡献和区域运输贡献的相关性。

图1. 数据采集期间PM2.5的化学组成成分

研究发现，二次污染源和生物质燃烧源以区域传输为主，而煤炭燃烧源随本地排放贡献的上升而增加（图2）。因此，严格控制北京本地煤炭燃烧、减少周边地区生物质燃烧和二次污染的前体物排放量对改善北京空气质量至关重要。

图2. 本地排放贡献与（a） 二次污染源（b） 煤炭燃烧源（c） 生物质燃烧源贡献的相关性

此外，该研究结合了PMF结果与轨迹模型，进一步确定了四个区域的特定污染源及其贡献（图3），分别为北京（本地）、南部（河北西南）、北部（张家口和内蒙古）和东部（河北北部）。研究发现，二次污染源主要来自南部地区，排放贡献为占53%，北方地区的特点是来自内蒙古的较高扬尘源贡献（11%），而东部地区因唐山和沈阳的工业区，有较高的工业源（10%）和煤炭燃烧源（18%）贡献。

图3. 各区域不同污染源贡献

（L-本地；S-南部；N-北部；E-东部）

该研究在分时段进行源解析时发现，污染源贡献变化迅速，且具有地域性。因此，结合受体模型、气象模型和化学运输模型进行源解析至关重要，在了解污染源传播轨迹的基础上，可以针对具体地区及产业，全面、科学地制定空气污染物排放控制措施，进一步降低雾霾对北京公众生活和居民健康造成的不良影响。

原文题目：High-time-resolution source apportionment of PM2.5 in Beijing with multiple models

发表期刊：Atmospheric Chemistry and Physics

作者：Yue Liu, Mei Zheng, Mingyuan Yu, Xuhui Cai, Huiyun Du, Jie Li, Tian Zhou, Caiqing Yan, Xuesong Wang, Zongbo Shi, Roy M. Harrison, Qiang Zhang, and Kebin He

第一作者机构：SKL-ESPC and BIC-ESAT, College of Environmental Sciences and Engineering, Peking University, Beijing

出版年：2019

【北京大学城市与环境学院、CCAPP秘书处整理及发布】

【本文标题图片来源于网易新闻】

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