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四川盆地大气灰霾污染研究获取系列进展

  作者:     日期:2020-06-16   点击数:  

当前,四川盆地已经成为我国灰霾污染的重点区域之一,受其特殊盆地地形和气候的影响,四川盆地灰霾污染呈现出了其独有的污染特征及形成机制。然而,该地区的相关研究数量及深入程度却远不及京津冀、长三角及珠三角等其他重点地区。近年来,张军科副研究员团队联合中国科学院大气物理研究所、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、成都信息工程大学、四川省环境监测总站等单位,对四川盆地典型城市生物质燃烧颗粒及富Pb(铅)颗粒进行了针对性研究,相关成果如下:

一、生物质燃烧颗粒针对性研究:长期以来,生物质燃烧被认为是引发灰霾污染的重要永利网址之一,其对污染形成、气候及环境均具有重要影响。近年来,作为我国农业大省的四川省对于生物质燃烧活动进行了严格管控,然而,对管控过程中该源发生了哪些变化?呈现出哪些新特征?区域差异如何等科学问题均未进行深入研究,为更好的回答这些问题,本研究选取成都市、雅安市、广安市为研究对象,对秋冬时段三个城市的生物质燃烧颗粒进行了综合研究,结果发现:(1)就PM2.5质量浓度而言,成都市平均PM2.5浓度达到了101±60μg/m3,远高于其他两个城市(雅安:59±23μg/m3,广安:61±20μg/m3);(2)较为“新鲜”和“老化”的生物质燃烧颗粒分别是雅安市和广安市污染加重的主导组分;而在成都,空气质量由“优”至“轻度污染”演化过程中,“新鲜”的生物质燃烧颗粒贡献重大,而此后空气质量向“重度污染”演化过程中,“老化”型生物质燃烧颗粒则成为主导引发因子。该研究结果的获取对于当前生物质燃烧源减排效果评估、环境效应评价及未来的针对性减排具有重要参考意义。相关成果发表于Journal of Environmental Sciences-China(IF=3.76,中科院2区),硕士研究生罗进奇为第一作者,张军科副研究员为通讯作者。

图1.文章Graphical Abstract,饼图为各城市生物质燃烧颗粒构成

二、富Pb颗粒针对性研究:虽然大气颗粒物中Pb对于整体颗粒物质量浓度贡献很低,但因为较强的毒性而倍受关注,也是颗粒物健康效应评估时不可忽视的物种。Pb通过各类源进入大气以后,可与其他类型颗粒快速混合,在此过程中,其毒性及环境和气候效应也会发生重大变化,使得对其的精确研究存在较大的不确定性。本研究在成都市四个季节分别进行连续采样,提取出富Pb颗粒,对其构成、粒径分布、季节差异及潜在源进行了全面研究,结果发现:(1)各季节的富Pb颗粒可分为8种类型,其中,与二次无机组分混合的PbNO3、PbSO4和PbSN颗粒是各季节富Pb颗粒的重要组成,贡献比例为34%~64%。(2)在二次混合过程中,相比硫酸盐,富Pb颗粒更易与硝酸盐发生混合。(3)PSCF解析可知,成都市东北、东部、东南及南部地区是该地区富Pb颗粒的重要潜在源区,然而,不同区域的贡献强度及覆盖面积在各季节差异明显。(4)春节期间烟花燃放引起了短时间爆发性的重污染事件,PM2.5的峰值浓度达到304μg/m3,而与烟花燃放有关的富Pb颗粒物如PbCl, PbM,和PbSN的贡献均明显增强。相关成果发表于Science of the Total Environment杂志(IF=5.92,中科院2区),张军科副研究员为第一作者。

图2.文章Graphical Abstract

图3.富Pb颗粒潜在源区分析

以上研究得到国家自然科学基金(41805095)、四川省重点研发计划(2019YFS0476)及中央高校基本科研业务费(2682017CX080)的资助。

文章信息及原文链接:

Luo J. Q., Zhang J. K., Huang X. J., et al., 2020: Characteristics, evolution, and regional differences of biomass burning particles in the Sichuan Basin, China. Journal of Environmental Sciences, 89, 35-46.

Zhang J. K., Huang X. J., Chen Y., et al., 2019: Characterization of lead-containing atmospheric particles in a typical basin city of China: Seasonal variations, potential source areas, and responses to fireworks. Science of the Total Environment, 661, 354-363.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001074219312653?via%3Dihub

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969719300889?via%3Dihub

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