生物質(zhì)燃燒是大氣碳質(zhì)氣溶膠和溫室氣體等的最主要來源之一,能夠顯著影響區(qū)域乃至全球尺度的大氣化學(xué)組成。青藏高原毗鄰的南亞、東南亞和中亞等地區(qū)是北半球生物質(zhì)燃燒最強烈的區(qū)域之一。生物質(zhì)燃燒不僅對當?shù)貧夂、環(huán)境和人體健康產(chǎn)生干擾,還可以通過大氣環(huán)流對青藏高原冰凍圈產(chǎn)生深刻影響。由于不足系統(tǒng)的觀測,南亞生物質(zhì)燃燒的基本特征和來源尚不明確。 7月21日,Atmospheric Chemistry and Physics發(fā)表了中國科學(xué)院青藏高原學(xué)習(xí)所、西北生態(tài)環(huán)境資源學(xué)習(xí)院(籌)以及國際山地發(fā)展學(xué)習(xí)中心等合作學(xué)習(xí)成果Organic molecular tracers in the atmospheric aerosols from Lumbini, Nepal, in the northern Indo-Gangetic Plain: influence of biomass burning, 對印度河-恒河平原代表性區(qū)域的尼泊爾藍毗尼大氣總懸浮顆粒物(TSP)進行了有機分子標志物的全面分析,明確了有機碳(OC)、元素碳(EC)、左旋葡聚糖(levoglucosan)、半乳聚糖(galactosan)、甘露聚糖(mannosan)、對羥基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid,)、香草酸(vanillic acid)、丁香酸(syringic acid)和脫氫松香酸(dehydroabietic acid)的濃度水平、季節(jié)變化,估算了生物質(zhì)燃燒對有機碳的貢獻,判斷了其可能的來源。 學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn),藍毗尼地區(qū)的有機碳、元素碳、左旋葡聚糖、半乳聚糖、甘露聚糖、對羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸和脫氫松香酸均在秋季(post-monsoon)呈現(xiàn)出高值,而夏季(monsoon)最低(圖1)。該地區(qū)的左旋葡聚糖含量與南亞受生物質(zhì)燃燒影響嚴重地區(qū)的濃度水平相當,說明生物質(zhì)燃燒對藍毗尼地區(qū)的大氣環(huán)境產(chǎn)生了重要影響。藍毗尼大氣氣溶膠中的有機碳、元素碳和左旋葡聚糖具有顯著的相關(guān)關(guān)系,說明生物質(zhì)燃燒是該地區(qū)高濃度碳質(zhì)組分的主要來源。左旋葡聚糖/甘露聚糖(lev/man)和香草酸/丁香酸(van/syr)的比值結(jié)果表明該地區(qū)生物質(zhì)燃燒的種類主要是農(nóng)作物殘余和硬木的燃燒。通過估算得到,秋季生物質(zhì)燃燒來源對OC的貢獻達到41.0%±31.1%,在11月甚至達到58.7%±21.7%(圖2)。結(jié)合MODIS火點分布情況(FIRMS)和HYSPLIT反向氣團軌跡,藍毗尼地區(qū)春季(pre-monsoon)生物質(zhì)燃燒的來源主要是當?shù)氐男←溄斩捜紵,秋季(尤其?1月)主要受印度西北部和巴基斯坦東部(旁遮普。┧窘斩挻竺娣e燃燒的長距離傳輸影響(圖3)。而在冬季,當?shù)卮罅康挠糜诩彝プ鲲埡腿∨纳镔|(zhì)燃料燃燒以及靜穩(wěn)的天氣情況不利于污染物的擴散,共同導(dǎo)致了藍毗尼地區(qū)嚴重的大氣污染。 這一成果對于學(xué)習(xí)南亞地區(qū)大氣污染及其對居民健康影響具有重要意義,消除南亞地區(qū)的空氣污染不僅是局地也是不同地區(qū)和國家的共同責任。所得認識有助于合理制定相關(guān)治理政策(改變農(nóng)業(yè)方式,轉(zhuǎn)換清潔燃料或推廣先進的爐灶等),同時也為學(xué)習(xí)南亞大氣污染物向青藏高原傳輸提供了重要源區(qū)特征數(shù)據(jù)。 學(xué)習(xí)論文的第一作者為博士生萬欣,通訊作者為叢志遠和康世昌,野外工作得到SusKat項目和藍毗尼國際學(xué)習(xí)所的大力支持,并獲得了國家自然科學(xué)基金(41522103, 41421061)、冰凍圈科學(xué)國家重點實驗室基金(SKLCS-ZZ-2015)和日本學(xué)術(shù)振興會項目(24221001)的資助。