清华大学地球系统科学系张强院士团队揭示1970-2020年全球人为源全挥发性区间有机物排放演变趋势及其驱动因素

有机物是大气中的关键痕量组分，对空气质量、气候系统和人群健康均有重要影响。然而，大气有机物物种繁多、来源复杂，如何准确表征其来源构成与变化趋势一直是大气化学领域的巨大挑战。传统排放清单通常仅核算非甲烷挥发性有机物（NMVOC）和一次有机气溶胶（POA）排放，忽视了大量半挥发性、中等挥发性有机物，而这部分有机物可能对二次污染形成具有重要贡献。因此，准确表征全球全挥发性区间有机物的排放特征与变化趋势成为排放清单研究领域的重要科学问题。

图1. 全挥发性区间清单与传统清单的全球有机物排放总量对比

针对上述问题，清华大学地球系统科学系张强院士团队在前期构建的全球NMVOC长时序排放清单基础上，收集整理全球范围大量气粒同步测量排放因子，进而在大气有机物组分观测数据约束下建立了1970-2020年全球人为源全挥发性区间有机物排放清单（MEIC-global-FVOC）。研究核算了全球228个国家和地区低挥发性、半挥发性、中等挥发性和挥发性有机物的排放及变化趋势，解析了不同挥发性区间排放演变的主要驱动因素。相关成果近日以“1970-2020年全球人为源全挥发性区间有机物排放趋势（Global emission trends of anthropogenic full-volatility-range organic compounds 1970-2020）”为题在《国家科学评论》（National Science Review）发表。

图2. 全球全挥发性区间有机物排放的挥发性分布和长时序变化趋势

MEIC-global-FVOC清单构建了自下而上的全球排放表征框架，解决了传统排放清单中挥发性表征缺失和不连续的问题，使可表征的全球有机物排放量提高了28%-41%（图1）。研究显示，全球全挥发性区间有机物排放量自1970年的1.06亿吨增长至2020年的1.65亿吨，其中低/半挥发性有机物（L/SVOC）和中等挥发性有机物（IVOC）的排放增长速率分别达到每十年9.7%和11.5%，高于NMVOC的8.4%（图2）。与NMVOC不同，L/SVOC和IVOC的排放增长主要来自民用生物质燃料燃烧和挥发性化学品（VCPs）使用等分散面源，当前的末端治理措施对其减排作用相对有限（图3），凸显了在全挥发性区间视角下开展有机物排放表征和减排潜力分析的重要性。

图3. 各挥发性区间有机物的排放变化驱动因素分解

在区域尺度上，多数发展中国家的L/S/IVOC排放在1970-2020年间大幅增长，其主要驱动力来自民用生物质燃料消耗量的增加；而发达地区排放则在民用能源结构调整、VCPs需求增长和末端治理技术提升等多因素共同驱动下呈现稳定或下降趋势，显示出制定区域差异化有机物减排策略的重要性。MEIC-global-FVOC清单提供了完整挥发区间的全球有机物排放核算结果，为提升有机气溶胶模拟和大气污染溯源能力提供了新的数据基础。

清华大学地球系统科学系博士毕业生徐若翀（现为瑞士PSI博士后）为论文第一作者，清华大学地球系统科学系张强院士为论文通讯作者。来自北京大学环境科学与工程学院、清华大学环境学院和碳中和研究院的多位学者参与了该项研究。研究得到国家自然科学基金委的支持。