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清华大学环境学院大气所发文建立新的大气有机气溶胶模拟方法

近日,清华大学环境学院大气污染与控制研究所在自然出版集团旗下的《科学报告》(Scientific Reports)发表了题为《定量评估有机气溶胶老化和中等挥发性有机物排放对中国区域气溶胶污染的贡献》(Quantifying the effect of organic aerosol aging and intermediate-volatility emissions on regional-scale aerosol pollution in China)的研究论文。

该工作由清华大学环境学院王书肖教授带领的研究小组与美国卡耐基梅隆大学、北京大学深圳研究生院合作完成。文章第一作者为清华大学环境学院博士生赵斌(现已毕业),通讯作者为王书肖教授。研究建立了新的大气有机气溶胶模拟方法,据此定量评估了有机气溶胶老化和中等挥发性有机物排放对有机气溶胶浓度的贡献,获得了新的大气有机气溶胶源解析结果。

PM2.5污染是我国当前面临的最严重的大气环境问题。有机气溶胶占PM2.5质量浓度的比例高达20-90%,同时也是科学认识最不清晰的组分。此前的大气模型对二次有机气溶胶浓度普遍严重低估。王书肖教授的研究团队首次在三维大气模型中引入了二维挥发性区间(2B-VBS)模拟方法,对此前模式中缺失的有机气溶胶老化和中等挥发性有机物氧化等重要过程进行了模拟,从而显著的改进了有机气溶胶的模拟结果。

基于这一新的模拟方法,研究发现有机气溶胶老化和中等挥发性有机物氧化可使中国东部的二次有机气溶胶浓度增加10倍左右。此前研究认为挥发性有机物是唯一的二次有机气溶胶前体物,而本研究发现,中等挥发性有机物对二次有机气溶胶浓度的贡献高达50%以上,一次有机气溶胶排放对二次有机气溶胶浓度也有重要贡献。这一研究成果对于准确评估气溶胶的气候和健康影响具有重要意义。同时,研究成果意味着现有的颗粒物污染控制政策须进行调整,特别是加强对中等挥发性有机物排放的控制。

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