采用元素示踪技术提高黑碳排放清单的准确性和时效性

Black carbon (BC) reduction has recently been chosen as one of the global fast-actions for climate mitigation, which is also conducive to the improvement in air quality and human health, increase of crop production and protection of polar ice-cap. However, currently available BC emission inventories are usually in bottom-up type. That is, they are based on BC emission factors and fuel amounts used, both of which are highly uncerntain due to the diversity of biomass species and the uncontrolability of combustion process. A novel idea is proposed here, aimed to facilitate constructing a more accurate, more reliable and more timely BC emission inventory by introduction of two elemental tracing techniques (the differences in K/BC ratio and carbon isotope between fossil fuels and biomass). The fraction of BC contributed by biomass burning can be duduced through the measurement of C-14 abundance in BC, and the variation of biomass burning can be observed via the measurement of K/BC ratio. The completion of this work can not only deepen the understanding of BC geochemical process, enrich the theory and practice for the development of new type BC emission inventories, but also provide China with basic support for international negotiation on Post-Kyoto mitigation actions. Moreover, new and pragmatic conception and clues can be inferred from this work for assessment of futher BC reduction.

黑碳(BC)减排最近被列入全球气候减缓行动的最有效手段之一，同时还有改善空气质量和人类健康、提高农作物产量和保护极地冰盖等多重利益。然而，现有的黑碳排放清单均是基于排放因子的"自下而上"的方法，其中的生物质燃烧部分由于原料的多样性和燃烧的开放性，很难直接测得令人信服的排放因子和估算生物质燃烧量，因而成为黑碳排放清单中最不确定的类别。本项目拟引入元素示踪手段(K/BC比值和黑碳中碳同位素丰度)，通过测定黑碳中的C-14确立生物质燃烧对黑碳总量的贡献份额，通过监测K/BC变化掌握生物质燃烧的时间分布，从而为建立更加科学和更具时效性的黑碳排放清单创造条件。项目的完成，不仅可以提高黑碳地球化学过程的认识，丰富黑碳排放清单创建方法的理论和实践，还为我国参加《后京都议定书》国际谈判提供基础性的研究成果和数据支撑，并为评估我国的黑碳减排效果提供新型和实用的思路和依据。

黑碳(BC)减排最近被列入全球气候减缓行动的最有效手段之一，同时还有改善空气质量和人类健康、提高农作物产量和保护极地冰盖等多重利益。然而，现有的黑碳排放清单均是基于排放因子的"自下而上"的方法，其中的生物质燃烧部分由于原料的多样性和燃烧的开放性，很难直接测得令人信服的排放因子和估算生物质燃烧量，因而成为黑碳排放清单中最不确定的类别。为此在2013年，本团队递交了面上项目的建议书，拟引入元素示踪手段(K/BC比值和黑碳中碳同位素丰度)，通过测定黑碳中的C-14确立生物质燃烧对黑碳总量的贡献份额，通过监测K/BC变化掌握生物质燃烧的时间分布，从而建立更加科学和更具时效性的黑碳排放清单。改建议书当年获批准，并于次年开始执行。. 项目执行期为2014年1月1日~2017年12月31日，共计4年。项目团队依照实施方案，全面开展了相关研究工作，推进各项研究目标的达成。在生物质贡献方面，取得了包括北京在内的不同城市的结果，为黑碳排放清单的校正打下基础，其中对于总碳TC，生物质贡献65±7 %；对于元素碳EC，生物质贡献46±11 %；对于OC，生物质贡献68±7 %，且对WSOC的贡献高于对WIOC的贡献；在K/EC变化方面，取得了北京地区秋冬季的具体变化趋势，表明了秋季生物质燃烧贡献高于冬季特征；提出了开展更系统化的“同位素+K/BC+左旋葡聚糖体系”的清单较正研究建议；对民用固体燃料（煤+生物质）的碳排放特征进行测试，首次系统测试棕色碳的排放因子及波长指数Å的特征，奠定了环境K/EC与环境气溶胶Å关系研究的基础，研究工作将继续深入进行。. 项目共完成研究论文12篇，其中国际SCI论文7篇，EI论文3篇，中文核心5篇（其中3篇同时也是EI收录）.