地球環境研究所在我國人為源排放有機氣溶膠質譜研究方面取得進展

有機氣溶膠（OA）是大氣氣溶膠顆粒的主要成分，對空氣質量、氣候和人類健康具有重要影響。OA是由數百種有機化合物組成的復雜混合物，其完全識別面臨重大分析挑戰，采用氣溶膠質譜技術結合先進的受體解析模型，能夠直接測量高時間分辨率OA質譜特征，并對其進行來源解析研究大氣過程機制。因此，認識不同人為源排放OA的質譜特征，對于量化其來源貢獻并制定針對性減排策略至關重要。盡管已有一些關于源排放OA質譜的研究，但仍缺乏國內本地化的質譜數據。

基于此，氣溶膠理化過程及環境效應團隊通過氣溶膠化學組分監測儀（ACSM）測量獲取了我國主要人為來源的OA質譜特征。結果發現，農作物秸稈燃燒（CRBOA）、薪柴燃燒（WBOA）、烹飪（COA）、煤炭燃燒（CCOA）和機動車尾氣（VEOA）的源排放?OA 質譜均以烴類離子及其含氧衍生物為主。其中，標志性碎片及診斷比值的特征模式能夠可靠地區分主要人為源類別，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則表現出較高的f55/f57比值。在亞類對比方面，不同農作物秸稈類型、薪柴類型和汽車工況的OA質譜內部高度相似；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質譜進行聚類分析，進一步證明了它們在區分OA來源方面的有效性，同時也揭示了某些子源的錯誤分類，突出了表征本地化和精細化OA質譜的重要性。這些發現為基于ACSM的大氣OA數據受體分析提供了關鍵參考，不僅適用于中國，也對具有類似排放結構的其他地區具有借鑒意義。

該項成果已發表在Journal of GeophysicalResearch: Atmospheres期刊上，工作獲得中國科學院“西部之光—交叉團隊”重點實驗室專項（xbzg-zdsys-202219）、國家自然科學基金（42473086）、中國科學院青年創新促進會（2022416和Y2023110）等項目的聯合資助。論文詳細信息如下：

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）農作物秸稈燃燒、（b）薪柴燃燒和（c）烹飪源排放有機氣溶膠的質譜特征。

圖2. （a）煤炭燃燒和（b）機動車尾氣源排放有機氣溶膠的質譜特征。

圖3.?本研究和前人研究獲得OA質譜的聚類分析結果。