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低烟燃料并非“零危害”!研究揭示供暖超细颗粒物排放新风险 |
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近日,中国科学院地球环境研究所研究员黄汝锦团队与国际团队合作,在大气污染与居民燃料健康效应研究领域取得重要突破。研究首次系统揭示,为降低颗粒物质量排放而推广的低烟燃料,会显著增加超细颗粒物的数浓度排放,其在人体肺部和肺泡的沉积贡献远超传统烟煤等燃料,当前仅关注颗粒物质量的空气质量标准存在明显短板。并为全球清洁燃料政策优化和空气质量标准修订提供了关键科学依据。相关成果发表在《自然·地球科学》。
在全球大气污染治理中,降低PM2.5等颗粒物质量浓度是核心目标之一。为解决居民固体燃料燃烧带来的烟霾问题,爱尔兰、中国等多国相继推广低烟/无烟燃料替代传统烟煤、泥炭等。然而,这类低烟燃料在实际应用中的环境健康效应尚未被全面揭示,尤其是粒径小于100纳米的超细颗粒物(UFPs),其可深入人体呼吸道、穿越血脑屏障,引发更严重的肺部炎症和长期健康风险,但目前尚未被纳入主流空气质量标准监测体系。
针对这一科学问题,研究团队以爱尔兰低烟区为核心研究区域,结合实验室燃烧实验、野外长期观测、人体肺部沉积模型分析和大气化学传输模拟,开展了多维度系统研究。
研究发现,低烟燃料虽使颗粒物质量排放因子降低50%-77%,但其超细颗粒物数排放因子却较传统燃料高出2-3倍,粒径模态集中在73-78纳米,是所有测试燃料中粒径最小的类别。更关键的是,超细颗粒物的肺部沉积效率随粒径减小显著提升,10纳米以下超细颗粒物肺部沉积效率可达90%,肺泡沉积效率为10%-25%,而100-1000纳米颗粒物的肺部沉积效率仅为10%-25%。源解析结果显示,低烟燃料贡献了超过50%的大气颗粒物总数浓度,经肺部沉积效率校正后,其对肺部和肺泡沉积颗粒物的贡献分别达65%和43%,远超传统烟煤、泥炭、木材等燃料的总和(16%-20%)。
该研究明确指出,全球当前以颗粒物质量为核心的空气质量标准和清洁燃料政策,未能充分考虑超细颗粒物的健康风险,低烟燃料的推广虽实现了“减烟”,却带来了超细颗粒物排放增加的潜在环境健康代价。
网站截图。
研究建议,亟需修订空气质量标准,将超细颗粒物的数浓度、粒径分布纳入监测和管控体系;在清洁燃料研发和推广中,应兼顾颗粒物质量和数浓度的双重减排,而非单一追求“低烟”;同时应加快高效清洁炉具的普及,降低固体燃料燃烧的超细颗粒物排放,结合超细颗粒物的长期监测数据,建立更科学的大气污染健康风险评估体系。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41561-026-01942-1
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