7月9日,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王書肖和復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授李慶為論文共同通訊作者在全球頂級科研期刊《Nature》上發(fā)表題為“Control of toxicity of fine particulate matter emissions in China”的研究論文。清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院2021屆博士畢業(yè)生鄭昊天(現(xiàn)南京大學(xué)助理教授)和復(fù)旦大學(xué)副研究員吳菂為本文的共同第一作者。清華大學(xué)為本文第一完成單位。
科研團(tuán)隊系統(tǒng)闡明了人為源排放PM 2.5 毒性效應(yīng)及其成因,率先建立了人為源排放PM 2.5 的毒性譜,量化了我國PM 2.5 毒性的來源、時空分布及變化趨勢,提出了以削減PM 2.5 風(fēng)險為導(dǎo)向的、因地制宜的空氣污染精準(zhǔn)防控策略。
研究基于我國21個省份368個典型人為源PM2.5排放的現(xiàn)場測試、化學(xué)指紋分析、細(xì)胞毒性解析、暴露模型評估等多學(xué)科方法的綜合研究,揭示出不同來源PM2.5中關(guān)鍵組分(如多環(huán)芳烴和毒性金屬)含量不同導(dǎo)致的毒性差異可高達(dá)數(shù)十倍。其中民用固體燃料燃燒排放的PM2.5毒性最高,其次是船舶、冶金工業(yè)、剎車片磨損、柴油車、汽油車、水泥廠和電廠(圖1)。研究表明,2005-2021年,我國通過采取大氣污染控制措施,PM2.5質(zhì)量和毒性排放分別下降63%和50%-60%,其中,工業(yè)源減排對于PM2.5質(zhì)量減排的貢獻(xiàn)最大,而基于毒性調(diào)控的減排主要來自于民用固體燃料燃燒源(約80%)。研究進(jìn)一步結(jié)合化學(xué)傳輸模型,量化了我國各地區(qū)一次PM2.5暴露的毒性,并提出了地區(qū)差異化的以健康為導(dǎo)向的大氣污染控制政策建議。
研究采用多學(xué)科交叉的方式,為“細(xì)顆粒物的非等效毒性”這一科學(xué)問題提供了新的證據(jù)和思路。研究成果為推動PM2.5污染治理從“質(zhì)量濃度控制”向“健康風(fēng)險控制”轉(zhuǎn)變提供了科學(xué)支撐,也為全球空氣污染治理和人群健康保障方面提供了理論依據(jù)。
圖1. 主要人為源排放PM2.5的活性氧水平(a)和細(xì)胞毒性(b)
圖2. 2005–2021年我國PM2.5排放和基于毒性調(diào)控的排放的變化趨勢及行業(yè)貢獻(xiàn)
作者簡介
王書肖,本文通訊作者,現(xiàn)任清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院長聘教授、博士生導(dǎo)師、黨委副書記,英國皇家化學(xué)會會士,入選教育部長江學(xué)者特聘教授(2014-2019),獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助。
長期致力于大氣污染來源與控制研究,主持國家重點研發(fā)計劃、大氣重污染成因與治理攻關(guān)項目、杰出青年科學(xué)基金等60余項,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文560多篇,獲國家科技進(jìn)步二等獎3項。榮獲首屆科學(xué)探索獎、何梁何利青年創(chuàng)新獎、中國青年科技獎、北京市突出貢獻(xiàn)獎、綠色礦山突出貢獻(xiàn)獎等,入選2020年福布斯中國科技女性榜、首都生態(tài)文明建設(shè)先進(jìn)個人,2019-2023年連續(xù)入選科睿唯安全球高被引學(xué)者、愛思唯爾中國高被引科學(xué)家等。曾獲清華大學(xué)優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師、清華大學(xué)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、在線教學(xué)優(yōu)秀教師、優(yōu)秀班主任、北京市高等學(xué)校優(yōu)秀專業(yè)課主講教師等獎項,培養(yǎng)多名優(yōu)秀研究生。畢業(yè)生中18人榮獲市校級優(yōu)秀畢業(yè)生或優(yōu)秀畢業(yè)論文、學(xué)術(shù)新秀、水木學(xué)者等,6人入選國家級青年人才項目,十余人成為中外環(huán)保主管部門和重點企業(yè)的中堅力量。
李慶,本文聯(lián)合通訊作者,現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授、博士生導(dǎo)師。2012年博士畢業(yè)于清華大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)專業(yè),2017年加入復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系,開展獨立研究工作。
主要從事排放源氣溶膠及其前體物的形成、演化及其環(huán)境/健康效應(yīng),提出了基于污染源PM2.5健康風(fēng)險的精準(zhǔn)大氣防治理念。以第一/通訊作者在Nature Energy、ES&T、ES&T Letters、APL、GRL、JGR等主流期刊上發(fā)表論文40余篇。主持國家自然科學(xué)基金委青年、面上、優(yōu)青、聯(lián)合重點項目及科技部重點研發(fā)項目課題等科學(xué)基金。
鄭昊天,本文一作,現(xiàn)任南京大學(xué)南赫學(xué)院助理教授,博士生導(dǎo)師。2021年博士畢業(yè)于清華大學(xué)。2024年加入南京大學(xué)南赫學(xué)院,開展獨立研究工作。
研究方向包括大氣污染物排放清單、二次氣溶膠生成機(jī)制、 大氣污染來源解析、細(xì)顆粒物的毒性及健康效應(yīng)等。主持多項科研項目,以第一/通訊作者身份在Nature Energy, Nature Communications, EnvironmentalScience & Technology等期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇。
編輯、審核:大可
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