近年來，生物質(zhì)燃燒已成為影響區(qū)域大氣環(huán)境、氣候效應(yīng)和人體健康的重要來源之一。尤其在東南亞大陸，旱季頻發(fā)的露天生物質(zhì)燃燒活動(dòng)會(huì)釋放大量顆粒物和有機(jī)污染物，并可在季風(fēng)環(huán)流和區(qū)域輸送作用下影響我國(guó)西南邊境及下風(fēng)向地區(qū)空氣質(zhì)量。然而，跨境生物質(zhì)燃燒對(duì)西南地區(qū)有機(jī)氣溶膠分子組成、季節(jié)變化及來源貢獻(xiàn)的影響機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，特別是在分子示蹤和來源解析層面的證據(jù)仍有待加強(qiáng)。

針對(duì)這一問題，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所氣溶膠理化過程及環(huán)境效應(yīng)團(tuán)隊(duì)以西雙版納作為代表點(diǎn)位圍繞西南地區(qū)大氣有機(jī)氣溶膠開展了系統(tǒng)研究，重點(diǎn)解析了有機(jī)氣溶膠的分子組成特征、季節(jié)變化規(guī)律及其與區(qū)域生物質(zhì)燃燒輸送之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，我國(guó)西南地區(qū)大氣有機(jī)氣溶膠具有顯著的季節(jié)差異，其中干季后期顆粒物和有機(jī)氣溶膠水平均明顯升高，生物質(zhì)燃燒信號(hào)最為突出。左旋葡聚糖等典型生物質(zhì)燃燒示蹤物在干季后期濃度顯著增加，并與多類有機(jī)示蹤物表現(xiàn)出較強(qiáng)相關(guān)性，說明該時(shí)期有機(jī)氣溶膠受生物質(zhì)燃燒排放及其后續(xù)老化過程的共同影響。這種增強(qiáng)主要與東南亞大陸生物質(zhì)燃燒煙霧的區(qū)域輸送密切相關(guān)，境內(nèi)本地排放影響甚微。該研究進(jìn)一步表明，跨境生物質(zhì)燃燒影響具有明顯的階段性和突發(fā)性特征。在干季后期燃燒高發(fā)階段，區(qū)域傳輸成為控制有機(jī)氣溶膠水平的重要因素，甚至主導(dǎo)西南地區(qū)大氣顆粒物污染過程。這些結(jié)果說明我國(guó)西南邊境地區(qū)空氣污染受到周邊國(guó)家生物質(zhì)燃燒活動(dòng)的顯著影響，體現(xiàn)出典型的跨區(qū)域、跨國(guó)界傳輸特征。

本研究為認(rèn)識(shí)西南地區(qū)有機(jī)氣溶膠的來源與演化提供了新的分子層面證據(jù)，也為評(píng)估東南亞跨境生物質(zhì)燃燒對(duì)我國(guó)空氣質(zhì)量和環(huán)境健康的潛在影響提供了科學(xué)依據(jù)。研究指出，針對(duì)干季后期跨境生物質(zhì)燃燒污染，應(yīng)加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)合監(jiān)測(cè)與跨境協(xié)同治理，在污染高發(fā)時(shí)段開展更有針對(duì)性的預(yù)警與聯(lián)防聯(lián)控，以減輕跨境傳輸對(duì)我國(guó)西南地區(qū)空氣質(zhì)量的不利影響。

上述研究成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域著名期刊Journal of Hazardous Materials，地球環(huán)境研究所碩士研究生董卓爾為論文第一作者，李建軍研究員為通訊作者。研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金及中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。

Zhuoer Dong, Yali Liu, Xiao Guo, Jiaying Yu, Minxia Shen, Weining Qi, Yifan Zhang, Lu Li, Yue Cao, Yingkun Jiang, Qian Wang, Shicong Li, Wenting Dai a, Jianjun Li. Molecular characteristics of organic aerosols and impacts of transboundary biomass burning in Southwest China.

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圖1 西雙版納不同時(shí)期左旋葡聚糖與PM2.5、OC、EC、脂肪酸、脂肪醇、正構(gòu)烷烴、霍烷、多環(huán)芳烴、SOAi、SOAp、鄰苯二甲酸、有機(jī)多環(huán)芳烴之間的關(guān)系圖。

圖2 西雙版納干季前期、干季后期和雨季 OC 的來源分配及區(qū)域傳輸影響示意圖。