欧洲大气颗粒物氧化潜势的时空演化(2000-2030): 基于改进的CAMx-VBS源解析模型
编号:3597
访问权限:私有
更新:2023-04-16 15:47:11 浏览:576次
口头报告
摘要
大气颗粒物被全球疾病负担报告列为最重要的疾病与死亡风险因子之一。根据世界卫生组织2021年更新的《全球空气质量指导值(AQG 2021)》,全球有超过90%的人口生活在超出PM2.5健康指导值(年均值< 5 μg m-3)的区域,可见科学评估大气颗粒物健康风险的重要性。近年来越来越多研究指出不同颗粒物来源与组分对人类健康影响的差异。空气质量模型作为颗粒物源解析的有效工具,在预测与解析颗粒物健康风险的时空格局上具体突出的潜力。然而以二次有机气溶胶为代表的颗粒物组分,由于其来源与形成机理的复杂性与高不确定性,经常被传统空气质量模型严重低估。因此,本研究基于区域空气质量模型CAMx (v6.50)的挥发性基组(Volatile Basis Set, VBS)有机气溶胶模块,利用烟雾箱实验数据,采用遗传算法优化了有机质燃烧、柴油车、汽油车等不同排放源的反应速率、产率参数,模拟了2000至2019年间欧洲大气颗粒物组分的时空演化,并利用来自欧洲环境署空气质量e-Reporting数据库、欧洲环境监测计划(EMEP)数据库(EBAS)的观测数据,以及欧洲22个气溶胶站点(AMS/ACSM)的气溶胶源解析数据(Chen et al., 2022),全面评估了改进后CAMx模型的表现;选择氧化潜势(Oxidative Potential, OP)作为健康效应的衡量指标,利用基于实测数据的颗粒物组分OP因子,在~15 km尺度评估了欧洲不同来源颗粒物的时空分布;在此基础上,预测了当前政策(CLE)与最大可行减排政策(MFR)两种情景下,2030年欧洲大气颗粒物组分及其氧化潜势的分布。
结果表明,模拟结果与观测数据之间呈现较高的一致性,改进后的CAMx模型在研究时段内能够较为有效地预测PM10、PM2.5及其主要组分的时空分布。2000至2019年间欧洲大气颗粒物的浓度总体呈下降趋势(-21.9%),对其减降量贡献最大的组分为以硫酸盐(35%)、硝酸盐(23%)为代表的二次无机气溶胶。与此同时,尽管大气颗粒物的氧化潜势区域均值逐年下降,近10年来部分地区和城市的氧化潜势已出现逆势增长,意味着颗粒物的对人类健康的危害并未随着颗粒物浓度的降低而降低。出现氧化潜势增长的区域集中在英国、斯堪的纳维亚地区,主要归因于车辆轮胎与刹车片磨损所导致的非尾气金属颗粒排放增长。对2030年的预测结果显示,在当前减排政策的基础上加强对车辆非尾气金属颗粒排放的管控,才能最大程度实现全域颗粒物质量浓度与健康风险的“双减”。
关键词
大气颗粒物,空气质量模型,挥发性基组,源解析,氧化潜势
发表评论