西藏室内多环芳烃和黑碳排放及其对区域大气环境的影响

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and black carbon (BC) are two kinds of important pollutants of atmosphere. Tibet is a background region and is sensitive to climate and environment change. Studies have shown that its atmospheric environment was influenced by pollutants emitted from its biomass combustioin at some extent. However, research on emission inventory of PAHs and BC of this region is still lacked, which will affect both estimation of emissions of these two pollutants and evaluation the influence of indoor air pollution on outdoor air quality. Based on results of previous youth foundation project of applicant and field research stations of the institute, this project propose to do research on emission inventory of PAHs and BC at Lhasa city, Everest, Nam Co and Linzhi areas. Measure emission factors of PAHs and BC related to indoor activities of local residents accurately, reveal their seasonal variation characteristics and regional differences. Finally, combined with data of population and economy achieve emission inventory of PAHs and BC at Tibet. Meanwhile, collect aerosol samples over the glacier during monsoon period and analyze concentrations of PAHs and BC. Study related contributions of local source and distant source. Evaluate effect of pollutants derived from local sources on atmospheric environment of Tibet, especially on glacier.

多环芳烃和黑碳是两种重要的大气污染物。尽管西藏通常被认为是大气环境背景区，但其中部分地区的大气环境已受到其本地室内燃烧活动排放污染物的影响。然而，目前对西藏多环芳烃和黑碳的排放清单和组成的研究还很缺乏，这将不仅导致对西藏上述污染物排放量估计的不确定，更会制约该地区室内空气污染对室外大气质量影响的评估。本项目拟在之前青年基金的基础上，依托野外台站，在西藏的拉萨市、珠峰、纳木错和林芝地区进行多环芳烃和黑碳排放清单的研究，通过冬夏两季系统的监测和采样，精确测定西藏居民室内活动产生的上述污染物的值，计算其排放因子，揭示其季节变化特征及区域差异，并结合西藏的人口和经济数据，最终获得西藏上述污染物的排放清单；同时，采集冰川区大气气溶胶，分析其多环芳烃和黑碳，并结合已有研究对西藏大气中多环芳烃进行源解析，量化局地源和远源的相对贡献，评估局地源污染物对西藏，尤其是冰川区大气环境的可能影响。

该项目主要关注青藏高原及周边地区人类活动排放的大气污染物的特征，并评价其对青藏高原大气，尤其是冰川区的大气的可能影响。到目前为止共发表科研论文14篇，其中SCI论文和中文核心期刊论文分别为10篇和4篇。在这14篇论文中以第一作者或通讯作者发表的论文数为12篇，以合作者发表论文2篇。上述论文主要结果如下：利用黑碳的14C组成分析了青藏高原气溶胶和冰川区黑碳的化石燃料和生物质燃料的相对贡献。发现喜马拉雅山脉南坡的冰川雪坑中黑碳的生物质燃料贡献（46%）与南亚的比率一致；在高原东北部的冰川区的黑碳具有最大的化石燃料贡献(66%)；高原中部冰川的黑碳主要来自生物质燃烧（约70%）：该研究结果不仅明确界定了喜马拉雅山脉和青藏高原地区不同燃料对黑碳的贡献，更重要的是为相关国家制定黑碳减排政策提供明确的指导。此外，在青藏高原偏远地区的珠峰站和鲁朗站发现上述地区大气气溶胶中的溶解态有机碳的MAC值具有夏季降低和冬季升高的非常一致的变化特征。这一变化趋势刚好与太阳辐射的变化呈现明显的相反的变化特征，表明由于太阳辐射的增加，大气中的溶解态有机碳由于吸光的官能团的老化而导致其吸光能力的降低。该研究还表明，溶解态有机碳产生的辐射强迫大约为黑碳的10%左右，也是一个重要的吸光因子。大气中碳的沉降是研究碳质气溶胶在大气中的传输和碳循环中的一个重要部分。我们在冰川区碳沉降的研究中，第一次明确的提出了仅仅依靠春季采集的雪坑并不能反映冰川区全年的碳沉降，因而必需以雪坑的数据与季风期的数据结合起来才能得到完整年的碳沉降。黑碳的排放因子是评估一个地区污染物排放量大小的非常重要的参数。我们与美国科学家的合作研究表明，在青藏高原由生物质燃烧排放的黑碳的量约为每年0.4－1.7 Gg（106g），这一数据远大于之前估计的每年0.１Gg。最后，对青藏高原大气污染物的重要源地-南亚的典型污染城市加德满都的颗粒物中的多环芳烃(PAHs)的特征进行了研究，这将对未来进行PAHs从南亚向青藏高原冰川区的传输提供重要的基础数据。