近日,我校环境科学与工程学院REACH团队在《Nature Geoscience》发表题为“Increased urban ozone in heatwaves due to temperature-induced emissions of anthropogenic volatile organic compounds”的研究论文。该论文基于地表观测的夏季挥发性有机物(VOCs)浓度、典型排放源的排放测试以及区域空气质量模型CMAQ,评估了高温热浪期间人为源VOCs排放增加对城市大气中臭氧(O3)污染的影响。
城市臭氧通常与温度具有较高的关联性,热浪期间经常出现较高的O3污染,威胁公众健康。本研究通过分析2018-2020年夏季上海地表VOCs(O3前体物)浓度随温度的变化,发现温度升高后,人为源VOCs浓度显著增加。这些增加的人为源VOCs主要来自于非燃烧源(如挥发性化学品、汽油挥发等)。基于实验室中典型非燃烧源VOCs排放对温度的响应关系,结合CMAQ模型,估算人为源VOCs排放增加使热浪期间上海日最大8小时O3增加约4.6ppb,与传统认知中高温造成天然源VOCs排放增加对O3的影响相当。同时,模拟结果表明,在所有VOCs中,含氧的VOCs(即OVOCs)反应性增幅最大(VOCs排放增加与热浪期间强大气氧化性共同导致),这可能造成自由基的初级来源增加,从而加剧了热浪期间的O3污染。
温度驱动的人为源VOCs排放造成热浪期间城市地区O3污染的影响机制图
本研究由来自南京信息工程大学、上海环境科学研究院、北京大学、华南理工大学等国内外近十所高校及科研机构的研究者合作完成。论文第一作者为REACH团队秦墨梅副教授,通讯作者为REACH团队带头人胡建林教授。研究得到了国家自然科学基金委项目(42021004、42107117、 42377095)、科技部国家重点研发项目(2022YFC3701000、2022YFE0136200、2023YFC3706204)和广东省重点领域研发计划项目(2020B1111360003)的支持。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41561-024-01608-w