区域短寿命气候污染物（SLCPs）环境风险评价及驱动因素研究

Short-lived climate pollutants (SLCPs) refer to the air pollutants which have greenhouse effects but short atmospheric lifetimes, including black carbon, tropospheric ozone, methane, and some hydrofluorocarbons. Reducing emissions of SLCPs can bring co-benefits of improving air quality and slowing global warming, which have important implications for China to deal with the air pollution control and the climate change issues. The researches about SLCPs in China are still at the early stage, which cannot support the policy making of SLCPs regulations. Taking Yangtze Delta Region as study area, black carbon and tropospheric ozone as study objects, this study will develop environmental risk assessment models for regional SLCPs (including health risk, ecological risk, and crop yields impact). Then the spatial-temporal characteristics of environmental risks of regional black carbon and ozone will be studied. Further, regional driving force analyzing models for SLCPs will be developed with considerations of regional natural and socio-economic conditions. On this basis, the main driving forces of changes of regional SLCPs and the key points for regional SLCPs regulation will be identified. Finally, this study will propose policy recommendations for regional SLCPs environmental risk managements.

短寿命气候污染物（Short-lived Climate Pollutants, SLCPs）包括黑碳、对流层臭氧、甲烷和部分氢氟碳化物等在大气中存留时间比较短且存在温室效应的污染物。SLCPs的减排具有改善空气质量和降低温升效应的协同效益，对我国大气污染治理和应对气候变化均有着重要的意义。目前我国关于SLCPs的研究仍处于起步阶段，SLCPs政策措施制定缺乏相应的科学依据和支撑。为此，本研究以长三角地区为研究区，以黑碳、臭氧为研究对象，构建区域SLCPs环境风险（包括健康风险、生态风险、农作物产量影响等）评估模型，分析区域黑碳、臭氧等SLCPs环境风险的时空变化特征；在此基础上，结合区域自然环境和社会经济相关指标，构建区域SLCPs环境风险的驱动力分析模型，分析评估区域SLCPs环境风险时空变化的主要驱动因子，在此基础上筛选区域SLCPs环境风险调控关键节点，提出环境风险调控政策建议。

短寿命气候污染物（Short-lived Climate Pollutants, SLCPs）指在大气中存留时间比较短且存在温室效应的污染物，如包括黑碳、对流层臭氧等。除产生温室效应外，SLCPs对空气质量、人群健康和农作物产量也存在负面影响。同时，我国关于SLCPs的研究仍处于起步阶段，亟待开展相关研究为政策措施制定提供科学依据和支撑。本研究基于地面监测数据，结合气象参数和土地利用参数等辅助变量，采用机器学习算法构建全国臭氧暴露的估算模型，外部验证显示模型对于历史数据的预测具有稳健性和可靠性，在月均值水平上，R2在不同年份的变化范围为0.74到0.88。基于MERRA-2气象再分析资料中黑碳浓度与地基监测数据间的较好的相关关系（r>0.7），借助前者对后者的缺失值进行填补。在此基础上，估算得到全国黑碳和臭氧浓度的历史时空分布数据，可为相关不同尺度的环境风险评估提供基础数据。采用时间序列分析和GIS空间分析的方法，研究我国黑碳和臭氧的空间分布格局、季节差异、时间变化趋势和人口暴露特征。研究发现，在空间分布上，我国京津冀、华东、华中部分地区及四川盆地是黑碳和臭氧污染的高值区。在季节差异上，臭氧污染总体呈现冬低夏高的特点，而黑碳则相反。在时间变化趋势上，黑碳浓度从“十二五”后期开始继续降低，空气质量持续好转，而臭氧总体呈现小幅度的波动上升，其中京津冀地区的浓度在2013年至2017年期间以1.37（95％CI：0.46, 2.29）μg/m3/年的速率增加。结合LandScan网格化人口分布数据，估算黑碳和臭氧污染导致的健康负担。结果表明京津冀、四川盆地等地区黑碳暴露带来的健康损失已较为严峻，终生致癌风险值达到10-4以上。室外臭氧暴露导致的超额死亡人数在2017年达到16.7万例（95%可信区间为：8.0万例-24.5万例），同样集中于上述污染严重地区。基于机器学习模型的变量重要性得分结果与K-Z滤波分解的趋势分析，发现气象因素和人为排放在不同时间尺度上对于黑碳和臭氧污染环境风险演变存在不同影响。基于上述研究成果，提出区域差异化的SLCPs环境风险调控策略，可为相关风险管控措施的制定提供依据。