联合研究揭示香港和中国内地超大城市二次有机气溶胶污染的关键来源和反应途径

香港科技大学（科大）环境与可持续发展学系助理教授王哲与国际研究团队合作，在中国四个超大城市同步开展了大气综合观测研究，揭示了人为源低挥发性有机蒸汽对二次有机气溶胶（SOA）形成的重要影响，为开展有效的城市空气污染控制措施提供了新的见解。  

空气污染每年导致全球约700万人死亡，是最大的环境健康风险。城市空气中的污染物既可以从各种排放源直接排放，也可以经由自然源（如植物）和人为源（如交通、燃烧煤炭等）排放的前体物在大气中通过複杂的化学反应形成。一直以来，针对直接排放的污染物的控制措施取得了很大成效，但是由於科学家未能充分掌握二次污染物在大气中生成和转化的机制，故要有效治理由二次污染物造成的空气污染非常困难。

二次有机气溶胶（SOA）是许多城市地区空气污染的重要污染物，对气候变化和人类健康有重要影响。加强对SOA的源头及相关生成机制的理解，即有助於开展有效的城市空气污染控制措施。是次联合研究證实人为源低挥发性有机蒸汽於挥发性有机物（VOC）氧化生成SOA的内在机制中扮演关键角色，对形成城市空气污染有重要影响。

科大研究人员於香港开展全面的实地研究，内地及国际研究人员则於同期在北京、南京和上海这叁个超大城市开展相同研究。该联合研究首次成功在不同城市识别和测量超过1,500种高活性含氧有机分子（OOMs），并研发出一套全新的分类体系，成功追溯这些OOMs及所生成的SOA的前体物。

研究结果表明，人为源VOCs氧化主导了OOMs的形成，其中约40%来自芳香烃，另外40%来自脂肪族碳氢化合物，後者的重要性在过往研究中一直被低估。研究还发现多步氧化和自氧化过程是超大城市地区中OOMs生成的关键化学机制，同时氮氧化物（NOx）对OOMs的生成有重要影响，导致OOMs中的含氮分子数量超过70% 。这些人为源OOMs分子通过凝结过程产生了38-71%的SOA，是重霾污染情况下SOA的主要来源。

研究结果显示，中国三大超大城市群区的OOMs分佈及生成途径具有较强的同质性。目前有超过8亿人口居住於这三大群区，饱受城市空气污染之苦，研究结果意味我们或能透过有效的空气污染控制策略，统一解决中国人口稠密地区的城市空气污染问题。

研究结果最近於《Nature Geoscience》发表，以「Secondary organic aerosol formed by condensing anthropogenic vapors over China's megacities」为题。科大环境与可持续发展学系助理教授王哲是该研究共同第一作者之一。 其他共同第一作者包括南京大学副教授聂玮、副教授鄢超和上海环境科学研究院研究员黄丹丹 （科大博士研究生毕业）。 其他合作作者包括来自美国、芬兰、瑞士、澳门、香港和中国内地的多名著名科学家。 是次研究工作得到了香港研究资助局主题研究计画和中国国家自然科学基金重大计画等专案的资助。

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