近日，南京信息工程大学章炎麟研究团队于《Journal of Geophysical Research: Atmosphere》上发表了题为“Distinct Sources of Char and Soot Black Carbon Aerosols During Winter Haze at Pair Sites in North China: Source Apportionment From Dual-Carbon Isotope Constrained PMF”的研究论文，首次应用双碳同位素限制的受体模型方法，准确解析了不同形态黑碳（焦炭和烟炱）气溶胶的来源。该研究由国家自然科学基金（项目编号42325304，42192512和42107123）和江苏省研究生科研创新计划（项目编号KYCX24_1448）资助。
焦炭（char）和烟炱（soot）黑碳（BC）在物理化学性质和潜在气候效应等方面具有显著差异，而目前对其在环境气溶胶中来源的定量分析仍有限。此研究对京津冀地区特大城市（北京）及其西南方向农村（固城）的PM2.5进行了对比分析，该地区一直是我国BC排放的热点地区之一，尤其是冬季。固城的BC浓度约为北京的2倍，两地BC均以char为主（90%，char/soot值相似），而char和soot的来源差异显著。Char主要来自化石燃料燃烧，而非以往认为的生物质燃烧，且化石燃料燃烧对soot的贡献更大。重油燃烧（重型车和柴油机等）是北京char的主要来源，其排放的char/soot值或在以往被低估；北京soot则主要来自交通相关源。与北京相比，固城BC受生物质燃烧和燃煤影响更大，其贡献分别较北京高10%和15%。民用燃煤为固城char和soot两者最大的贡献源。两地BC浓度的昼夜差异受源贡献变化（如夜间采暖和北京交管政策）及气象条件的共同影响。雾霾期间BC浓度的升高主要归因于重油燃烧的贡献增加，民用燃煤次之。
此研究强调了京津冀地区冬季雾霾期间升高的BC浓度仍为区域重要的环境问题，以及char和soot来源的复杂性。北京燃煤排放的管控措施已取得了显著的成效，而仍有必要在农村地区进一步推广清洁燃煤技术，并在全国范围内控制重型车的排放。更为准确地量化不同化石和非化石来源的char和soot排放，并建立全面的排放清单，在未来对BC气候和环境效应的评估中不可或缺。
文章链接：https://doi.org/10.1029/2024JD043077
图1 双碳同位素源解析、原始PMF结果和受双碳同位素限制的PMF结果
图2 北京和固城昼夜及各污染水平下不同来源BC、char和soot的浓度和占比