????8月25日，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)所張干研究員團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上發(fā)表了一項(xiàng)合作研究成果。該研究利用雙碳同位素技術(shù)，揭示了珠三角地區(qū)2008-2018年連續(xù)11年間大氣黑碳（BC）濃度和來(lái)源變化，量化了我國(guó)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》執(zhí)行以來(lái)燃煤、石油燃燒、生物質(zhì)燃燒等三大類(lèi)主要排放源對(duì)區(qū)域大氣BC減排的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前廣泛使用的排放清單系統(tǒng)性地低估了生物質(zhì)燃燒對(duì)BC的貢獻(xiàn)。這一研究對(duì)未來(lái)的空氣污染治理和氣候變化研究具有重要意義。
????BC是PM2.5污染的主要成分之一，也是一種強(qiáng)效的短壽命氣候污染物，吸收太陽(yáng)輻射、加速全球變暖。BC主要來(lái)自化石燃料（如煤、石油）和生物質(zhì)（如薪柴、農(nóng)業(yè)廢棄物）的不完全燃燒。為改善空氣質(zhì)量，我國(guó)自2013年起實(shí)施了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（“大氣十條”），并取得了顯著成效。在此期間，BC的減排效果如何？不同來(lái)源的貢獻(xiàn)度是多少？無(wú)疑是評(píng)估相關(guān)治理政策BC減排效力的首要問(wèn)題。已有研究主要依賴(lài)基于排放因子和源活動(dòng)水平的“自下而上”的排放清單進(jìn)行，其結(jié)果的準(zhǔn)確性一直受到挑戰(zhàn)。
????針對(duì)這一問(wèn)題，來(lái)自廣州地化所、暨南大學(xué)、香港科技大學(xué)、香港科技大學(xué)（廣州）、瑞典斯德哥爾摩大學(xué)等國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究機(jī)構(gòu)的科研人員組成聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)珠三角2008-2018年連續(xù)11年間的大氣顆粒物樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的放射性碳同位素豐度（1?C）和穩(wěn)定碳同位素組成（δ13C）測(cè)量，揭示出大氣BC的濃度和來(lái)源變化趨勢(shì)。研究結(jié)果顯示，珠三角大氣BC濃度在2008-2018年間呈顯著下降趨勢(shì)，尤其經(jīng)“大氣十條”的實(shí)施，BC濃度大幅降低了41% （圖1），表明珠三角在BC減排上取得了重大成就。
????基于Δ14C-δ13C同位素?cái)?shù)據(jù)集并結(jié)合貝葉斯模型，團(tuán)隊(duì)對(duì)2008-2018年間大氣BC的來(lái)源進(jìn)行了識(shí)別和量化（圖2左）。結(jié)果表明，燃煤、石油燃燒和生物質(zhì)燃燒對(duì)BC的貢獻(xiàn)范圍分別為31-44%、28-47%和11-40%?！按髿馐畻l”實(shí)施期間，不同來(lái)源的BC濃度貢獻(xiàn)均發(fā)生顯著下降，其中，燃煤和石油燃燒貢獻(xiàn)的BC濃度均下降約43%，生物質(zhì)燃燒貢獻(xiàn)的BC濃度下降了約34%（圖2右）。這表明，雖然對(duì)三大類(lèi)BC排放源的管控均取得了顯著效果，但珠三角對(duì)燃煤、燃油BC排放的管控效果，要更優(yōu)于對(duì)生物質(zhì)燃燒BC排放的管控。
????團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)比了2008-2018年“自上而下”的同位素觀測(cè)結(jié)果與“自下而上”的BC排放清單數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩者存在顯著的差異。其中，現(xiàn)有排放清單中生物質(zhì)燃燒對(duì)BC的貢獻(xiàn)僅為4%至9%，而雙碳同位素源解析結(jié)果中生物質(zhì)燃燒對(duì)BC的貢獻(xiàn)則為21%至32% （圖3）。這意味著，當(dāng)前評(píng)估空氣質(zhì)量改善和制定減排策略時(shí)所依賴(lài)的排放清單，可能在較大程度上低估了生物質(zhì)燃燒對(duì)大氣BC的貢獻(xiàn)。因此，政策制定者在集中精力于化石燃料燃燒減排的同時(shí)，也應(yīng)及時(shí)確定和彌合現(xiàn)有BC排放清單中可能存在的 “盲區(qū)”，以保障對(duì)生物質(zhì)燃燒BC排放的進(jìn)一步精準(zhǔn)管控。
????該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“黑碳物質(zhì)的地球化學(xué)行為與效應(yīng)”（42192510/11）等資助。大氣BC的Δ14C同位素分析由姜帆、汪瓊瓊在中國(guó)科學(xué)院廣州地化所環(huán)境加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室（GIG-CAMS）完成。論文第一作者為暨南大學(xué)劉俊文，第一通訊作者為張干，共同通訊作者包括鄭君瑜（香港科技大學(xué)（廣州））、郁建珍（香港科技大學(xué)）和?rjan Gustafsson（瑞典斯德哥爾摩大學(xué)）。
論文信息：J. Liu（劉俊文）,F. Jiang（姜帆）,Q. Wang（汪瓊瓊）,G. Zhang（張干）*,J. Li（李軍）,W. Chen（陳偉華）,P. Ding（丁平）,S. Zhu（朱三元）,Z. Cheng（成志能）,X. Zhang（張向云）,Q. Sha（沙青娥）,Z. Huang（黃志烔）,X. Yuan（袁鑫）,J. Zheng（鄭君瑜）*,Y. Zhang（章炎麟）,C. Yan（閆才青）,C. Tian（田崇國(guó)）,Y. Chen（陳穎軍）,J.Z. Yu（郁建珍）*,& ?. Gustafsson*,Substantial reductions in black carbon from both fossil fuels and biomass burning during China’s Clean Air Action,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (35) e2500843122,https://doi.org/10.1073/pnas.2500843122.
圖1.2008-2018年間珠江三角洲大氣黑碳濃度的變化（μg/m3）?
圖2. 基于Δ14C-δ13C觀測(cè)的珠三角大氣黑碳來(lái)源解析（左）及“大氣十條”對(duì)不同來(lái)源BC的減排效果。
圖3.雙碳同位素源解析結(jié)果（紅色）與現(xiàn)有排放清單（藍(lán)色）中生物質(zhì)燃燒對(duì)BC貢獻(xiàn)對(duì)比
圖4. 團(tuán)隊(duì)成員廣州地化所博士后姜帆（左）、研究員張干（中）和暨南大學(xué)副教授劉俊文（右）在廣州地化所環(huán)境加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室。
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