关中平原地形复杂、排放密集，区域输送与本地排放共同驱动频繁污染事件。准确识别PM2.5来源对制定有效的环境与气候政策至关重要。区域输送显著影响PM2.5各污染源的贡献结构，进而影响地方减排措施的科学制定与实施。PM2.5中的烟炱（soot-EC）与焦炭（char-EC）影响大气辐射平衡，但目前针对不同排放源烟炱和焦炭质量吸收效率（MAE）的研究相对较为缺乏。

中国科学院地球环境研究所气溶胶理化过程及环境效应团队在关中城市和华山西峰开展了PM2.5观测与采样，结合实验室分析与模型模拟，评估了区域输送对受体地PM2.5浓度及来源的影响，获得了典型城市与高山背景下焦炭和烟炱的质量吸收效率，并比较了关中地区区分与不区分焦炭和烟炱情况下，元素碳的直接辐射效应（DRE）差异。发现研究期间，西安市PM2.5主要来源于本地排放，盆地外区域和咸阳的污染输送。敏感性分析显示，外部输送对源解析结果影响明显。关中地区焦炭的质量吸收效率整体低于烟炱（图1（a））；而生物质燃烧产生的烟炱的质量吸收效率不仅低于焦炭，还显著低于其他排放源的烟炱（图1（b））。此外，不同排放源和环境因素对两类元素碳的质量吸收效率影响存在显著差异：相对湿度对焦炭的质量吸收效率影响较为突出，而风速与风向对烟炱的质量吸收效率影响程度更大（图2）。尽管烟炱具有更强的吸光能力，但由于其质量浓度较低，导致DRE低于焦炭（图3）。若在估算元素碳的DRE时忽略焦炭与烟炱在质量及质量吸收效率上的差异，可能导致−9.1%至18.7%的相对误差。本研究有助于降低元素碳辐射效应评估的不确定性。

相关成果近期发表在Journal of Geophysical Research - Atmosphere、Fuel 和 Science of The Total Environment期刊上。本研究得到了中国国家自然科学基金、陕西省创新能力支撑计划项目以及中国科学院青年创新促进会等项目的联合资助。

文章详见：

Huikun Liu, Qiyuan Wang; Jie Tian, Jin Wang, Ruixia Tian, Yong Zhang, Qian Zhang, Yonggang Xue, Hongmei Xu, Weikang Ran, Hui Su, Yongming Han, Junji Cao. Source-specific Mass Absorption Efficiencies of Char-EC and Soot-EC Improve Accuracy in Black Carbon Radiative Effect Estimation, Journal of Geophysical Research – Atmospheres, 130, e2024JD043079, 2025

Huikun Liu, Qiyuan Wang, Yao Qu, Jie Tian, Li Li, Nan Ma, Yaqing Zhou, Weikang Ran, Hui Su, Yongming Han, Giulia Pavese, and Junji Cao, High contributions of fossil fuel sources to char-EC/soot-EC at a high altitude site: Direct radiative effects and transport pathway, Fuel, 361, 130632, 2024

Huikun Liu, Qiyuan Wang, Peng Wei, Qian Zhang, Yao Qu, Yong Zhang, Jie Tian, Hongmei Xu, Ningning Zhang, Zhenxing Shen, Hui Su, Yongming Han, and Junji Cao, The impacts of regional transport on anthropogenic source contributions of PM2.5 in a basin city, China, Science of The Total Environment, 917, 170038, 2024

论文连接：

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024JD043079

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236123032465

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969724001724

图1 高山环境（a）及关中城市环境中（b）char-EC和soot-EC的MAE

图2 基于 SHAP 的排放源与环境因子对 char-EC 与 soot-EC MAE 影响的重要性评估

图3 Char-EC和soot-EC的直接辐射效应