地球環(huán)境研究所在我國人為源排放有機(jī)氣溶膠質(zhì)譜研究方面取得進(jìn)展

有機(jī)氣溶膠（OA）是大氣氣溶膠顆粒的主要成分，對空氣質(zhì)量、氣候和人類健康具有重要影響。OA是由數(shù)百種有機(jī)化合物組成的復(fù)雜混合物，其完全識別面臨重大分析挑戰(zhàn)，采用氣溶膠質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合先進(jìn)的受體解析模型，能夠直接測量高時(shí)間分辨率OA質(zhì)譜特征，并對其進(jìn)行來源解析研究大氣過程機(jī)制。因此，認(rèn)識不同人為源排放OA的質(zhì)譜特征，對于量化其來源貢獻(xiàn)并制定針對性減排策略至關(guān)重要。盡管已有一些關(guān)于源排放OA質(zhì)譜的研究，但仍缺乏國內(nèi)本地化的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

基于此，氣溶膠理化過程及環(huán)境效應(yīng)團(tuán)隊(duì)通過氣溶膠化學(xué)組分監(jiān)測儀（ACSM）測量獲取了我國主要人為來源的OA質(zhì)譜特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物秸稈燃燒（CRBOA）、薪柴燃燒（WBOA）、烹飪（COA）、煤炭燃燒（CCOA）和機(jī)動車尾氣（VEOA）的源排放?OA 質(zhì)譜均以烴類離子及其含氧衍生物為主。其中，標(biāo)志性碎片及診斷比值的特征模式能夠可靠地區(qū)分主要人為源類別，如VEOA具有較高的m/z?43和57信號以及f44/f60與f85/f87比值，CRBOA與WBOA具有較高的m/z 60信號和f60/f73比值，COA則表現(xiàn)出較高的f55/f57比值。在亞類對比方面，不同農(nóng)作物秸稈類型、薪柴類型和汽車工況的OA質(zhì)譜內(nèi)部高度相似；相比之下，三種 COA 亞類在兩兩對比中一致性有限或較差；類似地，煙煤和蜂窩煤與無煙煤和半焦相比也表現(xiàn)出有限或較差的一致性。此外，通過對本研究和前人獲得的57個OA質(zhì)譜進(jìn)行聚類分析，進(jìn)一步證明了它們在區(qū)分OA來源方面的有效性，同時(shí)也揭示了某些子源的錯誤分類，突出了表征本地化和精細(xì)化OA質(zhì)譜的重要性。這些發(fā)現(xiàn)為基于ACSM的大氣OA數(shù)據(jù)受體分析提供了關(guān)鍵參考，不僅適用于中國，也對具有類似排放結(jié)構(gòu)的其他地區(qū)具有借鑒意義。

該項(xiàng)成果已發(fā)表在Journal of GeophysicalResearch: Atmospheres期刊上，工作獲得中國科學(xué)院“西部之光—交叉團(tuán)隊(duì)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)（xbzg-zdsys-202219）、國家自然科學(xué)基金（42473086）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會（2022416和Y2023110）等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。論文詳細(xì)信息如下：

Tian, J., Wang, Q*., Li, L., Ran, W., Zhang, Y., Zhou, Y., Liu, H., Gao, M., Wang, Y., Ni, H., Wei, C., Ma, N., Han, Y., and Cao, J*. (2025). Similarities and differences in mass spectral signatures ofprimary organic aerosol from biomassburning, cooking, coal combustion, andvehicle exhaust. Journal of GeophysicalResearch: Atmospheres, 130,e2025JD044129. https://doi.org/10.1029/2025JD044129.

圖1.（a）農(nóng)作物秸稈燃燒、（b）薪柴燃燒和（c）烹飪源排放有機(jī)氣溶膠的質(zhì)譜特征。

圖2. （a）煤炭燃燒和（b）機(jī)動車尾氣源排放有機(jī)氣溶膠的質(zhì)譜特征。

圖3.?本研究和前人研究獲得OA質(zhì)譜的聚類分析結(jié)果。