地球环境研究所在14C示踪西安市降水中颗粒碳的来源方面取得进展

    碳组分是气溶胶的重要组成部分，可以占到其质量的30%~60%。碳气溶胶对于气候变化、空气质量和人体健康都有重要的影响。湿沉降是去除大气中碳气溶胶的主要方式，但目前对于中国城市湿沉降中含碳组分的研究还不多。前人对大气碳气溶胶的研究表明化石源是其重要来源。

　　最近，中国科学院地球环境研究所牛振川研究员和团队分析了西安市降水中水不溶性有机碳（WIOC）和元素碳（EC）的含量和湿沉降通量的逐月变化，并利用双碳同位素（14C和13C）、生物质燃烧钾（K+bb）和拉丁超立方体抽样技术对降水中水不溶性总碳（WITC）的来源进行了解析。研究结果表明，雪水样品中WIOC和EC的含量和湿沉降通量均大大高于雨水样品；WIOC约占WITC浓度和湿沉降通量的90%（图1）。生物源是降水中WITC的主要来源，夏季和冬季分别占80.0±10.5%和47.3±12.8%；夏季生物源主要来自植被排放（74.3±9.3%），冬季则主要来自生物质燃烧（89.9±0.7%）。机动车排放是降水中WITC的第二大来源，夏季和冬季分别占11.7 ±3.5%和39.0 ±4.3%。燃煤的贡献较小，夏季和冬季分别占8.3±7.0%和13.8±8.5%（图2）。

　　该研究发现了植被排放和生物质燃烧分别对夏季和冬季降水中颗粒碳的来源具有不可忽视的贡献，这对于认识当前降水中碳组分的来源、进而制定相应的空气污染治理政策具有指导意义。

　　研究受到中科院先导A（XDA23010302）和国家自然科学基金（41773141、42173082、41730108和41573136）的共同资助，已发表在环境领域的知名刊物《Environmental Pollution》。论文详细信息如下：

　　Zhenchuan Niu, Zhipu Huang, Sen Wang, Xue Feng, Shugang Wu, Huiyizhe Zhao, Xuefeng Lu. Characteristics and source apportionment of particulate carbon in precipitation based on dual-carbon isotopes (13C and 14C) in Xi’an, China. Environmental Pollution, 2022, 299, 118908. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.118908.

图1 西安城区和郊区水不溶性有机碳（WIOC）和元素碳（EC）湿沉降通量的逐月变化.

　图2 基于14C、13C和K+bb的西安市降水中水不溶性总碳（WITC）的来源解析