《大气中国》系列报告专题篇：亚洲主要城市PM2.5贡献来源

作者：Philip K. Hopke教授美国克拉克森⼤学翻译：王思环境研究员亚洲清洁空⽓中⼼ ⽬录 简介................................................................................................................................3中国................................................................................................................................3北京...........................................................................................................................................................3成都...........................................................................................................................................................4⾹港...........................................................................................................................................................4武汉...........................................................................................................................................................5⻄安...........................................................................................................................................................5上海...........................................................................................................................................................6南京...........................................................................................................................................................6⼴州...........................................................................................................................................................6深圳...........................................................................................................................................................6蒙古—乌兰巴托............................................................................................................6韩国—⾸尔....................................................................................................................6⻢来⻄亚—吉隆坡........................................................................................................7新加坡............................................................................................................................7越南—河内....................................................................................................................7菲律宾—⻢尼拉............................................................................................................8印度尼⻄亚—雅加达....................................................................................................8孟加拉—达卡................................................................................................................8印度—德⾥....................................................................................................................9印度—孟买....................................................................................................................9巴基斯坦—卡拉奇........................................................................................................9参考⽂献......................................................................................................................10 简介 本报告总结了近年来全球主要城市最新的PM2.5来源解析结果（2015年或之后的采样）。2014-2019年间，由于排放控制政策的实施，众多国家的污染物排放量⼤幅下降。值得⼀提的是，中国先后发布了《⼤⽓污染防治⾏动计划》和《北⽅地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》，并实施了全⾯的治理措施，⽐如将北⽅地区的燃煤取暖改为燃烧天然⽓取暖。美国等其他国家也在实施相关控制政策，如从2017年1⽉1⽇起把⼆级轻型⻋辆标准升级到三级标准等。因此，对2015年前采集的PM样本进⾏的分析研究不能准确反映这些来源对当前PM2.5浓度的贡献，所以，本报告侧重对最新开展的研究进⾏分析。从2020年开始，新冠疫情的爆发导致空⽓质量系统发⽣了许多变化，在强制减少活动期间，污染物的排放量也相应减少（Amouei Torkmahalleh et al., 2021）。然⽽，持续的新冠疫情使得收集数据变得困难，⽽且⽬前的源解析结果对新冠肺炎疫情后空⽓质量系统的适⽤性尚不清楚。因此，本报告的发现适⽤于新冠疫情前的情景。 我们查询了全球31个⼤城市的PM源解析情况，城市范围如表1。然⽽，在Google、Google Scholar、Scopus和Web of Science上搜索PM2.5和“源解析”，只发现其中20个城市有可⽤的源解析研究论⽂。基于此，本报告对20个城市逐⼀进⾏了分析。 中国 北京 ⾃2013年启动《⼤⽓污染防治⾏动计划》以来，北京的细颗粒物（PM2.5）来源发⽣了重⼤变化。Li等⼈（2019a）分析了2012年6⽉-2013年4⽉的PM2.5数据，包括 了2013年1⽉的重污染时期。确定的来源包括：交通、⽣物质燃烧、硝酸盐和硫酸盐、焚烧、硫酸盐、煤炭燃烧、取暖和炊事、道路扬尘和⼟壤扬尘，以上来源对PM2.5的贡献分别为10.4%、8.9%、22.4%、7.2%、24.5%、6.2%、15.4%和5.0%。 Du等⼈（2022）分析了2013-2018年在朝阳区⼀个地点采集的PM2.5成分数据，共解析了六种来源类型：道路扬尘、⻋辆尾⽓、煤炭燃烧、⽣物质燃烧、⼆次硝酸盐和⼆次硫酸盐。这些来源对PM2.5的平均贡献分别为3.12%、19.47%、11.04%、5.47%、28.23%和30.07%。 Park等⼈（2022）采⽤DN_PMF⽅法，对2019年在中国环境科学研究院收集的224个过滤样本进⾏了分析，具体源解析结果⻅表2。 成都 Kong等⼈（2020）分析了成都市环境保护科学研究院距地⾯25⽶处的PM2.5⼩时浓度和化学成分。该区域包括道路、商业区和住宅区，建筑物⾼度都不超过200⽶。结果展示了六个来源及其贡献占⽐，分别为机动⻋排放（8%）、⽣物质燃烧（11.7%）、⼯业排放（3.1%）、⼆次⽓溶胶（35.9%）、煤炭燃烧（27.3%）和粉尘（13.9%）。 Xue等⼈（2022）发表了⼀项基于2018年采集的80个过滤样本的研究结果。他们应⽤PMF⽅法确定了六个来源及其贡献占⽐，包括⼆次源（28%）、扬尘（15%）、建筑粉尘（4%）、煤炭燃烧（13%）、汽油⻋排放（12%）和柴油⻋排放（10%）。 ⾹港 Chow等⼈（2022）分析了2015年在⾹港六个监测站点采集的PM2.5样本数据。他们使⽤PMF⽅法明确了九个来源，分别是：⼆次硫酸盐、⼆次硝酸盐、煤炭燃烧、⽣物质燃烧、⼀次天然源颗粒、汽⻋排放、残油燃烧、扬尘和海盐粒⼦。具体的源解析结果⻅表3。 武汉 Zhang等⼈（2022b）基于2019年12⽉-2020年11⽉的监测数据，使⽤主成分分析法（PCA）和随机森林模型的组合来量化武汉的PM2.5来源。结果包括五个来源及其贡献占⽐，分别为：燃煤和⼆次源（45%）、汽⻋排放（25%）、⼯业排放（16%）、扬尘（8%）和⽣物质燃烧（8%）。 ⻄安 Dai等⼈（2018）于2014年12⽉-2015年11⽉在⻄安及其周边的6个地点采集了PM2.5过滤样本，并利⽤PMF⽅法分析确定了七个来源：煤炭燃烧、道路交通、⼟壤扬尘、⽣物质燃烧、硫酸盐、硝酸盐和冶⾦⼯业。具体的源解析结果⻅表4。 上海 Li等⼈（2020a）使⽤了2018年11⽉9⽇-12⽉3⽇期间采集的样本数据。他们在上海市区进⾏了为期三周的实地调查，每隔⼀个⼩时测量⼀次PM2.5浓度及其化学成分，确定了11个