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哈佛-南信大空气质量和气候联合实验室在PNAS发文揭示我国臭氧污染加剧原因

2019-01-02来源:环境科学与工程学院作者:王海君作者(文):作者(图): 发布: 责编:于杰访问量:16

最近,国际知名期刊《PNAS》(美国国家科学院院刊)发表了哈佛NUIST空气质量与气候联合实验室的研究论文“中国夏季地表臭氧2013-2017趋势的人为驱动因素”。本年度细颗粒物PM2.5浓度的下降加剧了地表臭氧污染。

中国正面临着越来越严重的臭氧污染问题。表面臭氧是在阳光下通过氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOC)的光化学反应产生的。臭氧作为主要的空气污染物会危害人类健康和陆地生态系统。在中国的城市地区,臭氧通常是夏季的主要空气污染物。研究臭氧污染的原因对于制定有效的减排战略非常重要。

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图1.过去五年中国夏季细颗粒物(PM2.5)和臭氧(MDA8 O3)夏季平均浓度的逐年变化。

该研究利用2013 - 2017年生态与环境部的空气质量监测数据,分析了过去五年夏季地表臭氧MDA8(最高8小时平均值)浓度的变化,并发现了PM2的浓度。 5在中国东部的主要城市群中意义重大。减少但臭氧浓度迅速增加(图1)。利用统计(多元线性回归)模型消除气象变率对臭氧变化的影响,发现过去五年东部城市群的臭氧增长趋势为1-3 ppbv /年,而某些地区的臭氧增长趋势为南方正在减少。 。自2013年以来,中国实施了“大气污染防治行动计划”。据估计,2013 - 2017年中国的人为氮氧化物排放量将减少约20%,而挥发性有机化合物的排放量不会有太大变化。由于中国的城市地区一般都在VOC控制区域,减少氮氧化物将增加臭氧产量并减少农村NOx控制区域的臭氧。然而,使用大气化学传输模型(GEOS-Chem)的模拟表明,近年来氮氧化物和挥发性有机化合物排放的变化不足以解释中国东部地区臭氧的增加,尤其是华北平原。进一步分析发现,华北平原夏季臭氧增加的一个更重要因素是夏季PM2.5浓度在过去五年中下降了约40%,减少了气溶胶的非均匀吸收。通过HO2,反过来增加臭氧的产生。 。

图2.过去五年中大气化学传输模式模拟的臭氧MDA8变化。 (A)臭氧前体(NOx和VOCs)排放和PM2.5浓度变化的变化影响光解速率和气溶胶化学的综合影响,(B)仅臭氧前体变化,(C)仅PM2.5浓度变化影响光解速率和气溶胶化学,(D)只有PM2.5浓度变化影响光解速率,(E)只有PM2.5浓度变化影响HO2的非均匀吸收,(F)只有PM2.5浓度变化影响NOx非均匀吸收。

该研究强调,在目前严重的大气污染情况下,需要采取更有力的措施来控制氮氧化物和挥发性有机化合物的排放,以有效控制臭氧污染,抵消颗粒物质减少造成的臭氧增加,然后实现灰烬。治理和臭氧控制的双赢局面。

Harvard-NUIST空气质量与气候联合实验室李克博士是该论文的第一作者,哈佛大学的Daniel J. Jacob教授和我校的廖红教授是该论文的共同作者。哈佛大学沉璐博士和清华大学张强教授Kelvin H. Bates博士是该研究的合作者。该研究由哈佛 - NUIST空气质量和气候联合实验室以及该基金的主要研究计划整合项目(91744311)资助。

链接到该文件:https://www.pnas.org/content/early/2018/12/26/1812168116

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