高被引科学家丨王书肖：曾入选福布斯中国科技女性榜的顶尖科学家

学者名片

王书肖，博士，清华大学教授、博士生导师，长江学者、国家“万人计划”科技创新领军人才、国家杰出青年科学基金获得者，国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室主任；科睿唯安全球“高被引科学家”。

研究成果介绍

【研究背景】

有机气溶胶（OA）是细颗粒物（PM2.5），并影响人类健康并导致气候变化。在过去十年中，由于对空气污染物采取了严格的控制措施，中国的OA浓度缓慢下降，而其来源仍不清楚。在这项研究中，作者模拟了2005年至2019年的主要OA（POA）和次要OA（SOA）浓度，使用最先进的空气质量模型，社区多尺度空气质量（CMAQ，版本5.3.2）结合二维挥发性基集（2D-VBS）模块，以及中国全挥发性有机化合物的长期排放清单，并进行源分配和敏感性分析。

【成果简介】

清华大学环境学院王书肖教授团队在Environmental Science & Technology上发表了题为“Sources of organic aerosol in China from 2005 to 2019: a modeling analysis”的研究论文（DOI: 10.1021/acs.est.2c08315），研究基于全挥发性范围有机物排放清单，利用耦合了二维挥发性区间模型（2D-VBS）的WRF-CMAQ模型，对中国2005-2019年有机气溶胶（OA）的来源进行了系统分析。研究发现，从2005年至2019年，中国的OA浓度从24.0 μg/m3降至12.8 μg/m3，其中大部分减少来自一次有机气溶胶（POA）。民用生物质燃烧造成的OA污染从2005年至2019年减少了75％，但仍是中国的主要OA来源。挥发性化学品（VCP）造成的OA污染增加了2倍以上，并成为中国最大的二次有机气溶胶（SOA）来源。从2014年至2019年，中国的NOx排放控制略微抵消了由于氧化能力提高而导致的SOA浓度下降。

【图文导读】

▲图1.Trends and source contribution of OA, POA, and SOA in China from 2005 to 2019 with the meteorological condition of 2019.

在2019年的气象条件下，从2005年至2019年，中国OA的浓度显著下降，从24.0 μg/m3降至12.8 μg/m3。其中， POA的浓度下降了67%，从12.7 μg/m3降至4.2 μg/m3，对OA浓度的降低贡献最大，而SOA的浓度仅下降了2.7 μg/m3。在2005年，POA的浓度高于SOA，而在2014年和2019年则相反。POA的浓度趋势与低挥发性有机物（xLVOC）和半挥发性有机物（SVOC）的排放趋势相似，而SOA的趋势更接近于中等挥发性有机物（IVOC）和挥发性有机物（VOC）的排放。总体而言，空气污染控制措施显著缓解了POA污染，但对SOA控制的效果不如预期，这需要进一步控制IVOC和VOC的排放。

▲图2.The energy consumption of residential combustion (A), industrial and residential solvent use (B), and number of civil vehicles (C) in China from 2005 to 2019.

在不同的污染源中，民用生物质燃烧的贡献从2005的64%降低至到2019年的30%，不过其仍然是OA的主要来源。其中，民用燃煤和民用生物质消费量减少是其贡献下降的主要原因。同时，VCP对OA污染的贡献在2005年至2019年期间大幅增加，其中工业溶剂的使用量显著增加是其对SOA污染贡献增加的主要原因。此外，交通、能源和工业等领域对OA污染的贡献也在不同程度上发生了变化。总体来看，2005年至2019年期间，OA浓度明显降低，主要是由于民用生物质消耗的下降导致POA浓度的下降。同时，VCP的贡献率显著增加，成为SOA浓度的最大来源。

▲图3.Contributions of meteorological conditions, NOx emission, and emission of organic compounds to the changes of POA and SOA concentrations in China from 2005 to 2019.

研究量化了气象因素、人为源有机物排放和NOx排放对OA污染的影响。结果表明，2005年至2019年期间，中国人为源有机物排放的下降是OA浓度下降的主要原因。NOx排放变化影响了HOx（OH + HO2）和臭氧浓度，在大多数城市，NOx减排提高了大气氧化性，从而加重了SOA污染。研究强调了NOx和VOC的协同控制对更有效地控制OA污染的重要性。

人物介绍

工作教育经历

1991.9至1995.7天津大学化学工程系 工学学士

1995.9至1998.3 天津大学 化学工程系 工学硕士

1998.3至2001.9清华大学环境科学与工程系 工学博士

2011.12～清华大学环境学院研究员

2006.12至2011.12 清华大学环境科学与工程系 副研究员

2003.12至2006.12清华大学环境科学与工程系助理研究员

2000.8至2000.9 哈佛大学环境委员会 访问学者

2001.11至2003.12 哈佛大学环境中心 博士后

2003.1 美国大气研究中心（NCAR） 访问学者

2006.7至2006.8 哈佛大学环境中心 高级访问学者

2010.6至2010.8 田纳西大学土木与环境系 高级访问学者

2011.6至2011.8 田纳西大学土木与环境系 高级访问学者

研究方向

长期从事城市群大气复合污染的来源和控制等研究

学术论著

在PNAS、ES&T等学术期刊上发表高水平论文400多篇。获国家科技进步二等奖三项、首届科学探索奖、何梁何利青年创新奖、中国青年科技奖等，入选教育部长江学者特聘教授、万人计划领军人才、福布斯科技女性榜等。兼任Environmental Science & Technology Letters和Environmental Science & Technology副主编、Journal of Environmental Sciences编委、亚太清洁空气伙伴关系（APCAP）科学委员会委员等。在 Web of Science中的出版物共有383，H指数79，总被引频次27000余次，自2019年-2022年连续四年获得科睿唯安全球“高被引科学家”称号（环境与生态领域，地球科学，交叉学科）。

近期代表作

1) Wang Shuxiao, Xing J, Jang C, Zhu Y, Fu J, Hao JM. Impact assessment of ammonia emissions on inorganic aerosols in east China using response surface modeling technique. Environmental Science and Technology, 2011, DOI: 10.1021/es2022347

2) Wang Shuxiao, Hao JM. Air quality management in China: issues, challenges, and options. Journal of Environmental Sciences, 2012

3) Li XH, Wang Shuxiao, Duan L, Hao JM, Long ZW Design of a compact dilution sampler for stationary combustion sources. Journal of the Air & Waste Management Association, 2011, 61: 1124–1130. Doi: 10.1080/10473289.2011.604556

4) Schreifels J J, Wang Shuxiao, Hao JM. Design and operational considerations for selective catalytic reduction technologies at coal-fired boilers. Frontiers of Energy, 2011, Doi: 10.1007/s11708-012-0171-4

5) Kragie SX, Barry R P, Bergin M H, Wang Shuxiao. Airborne trace metals from coal combustion in Beijing. Air Quality and Atmospheric Health, 2011, Doi: 10.1007/s11869-011-0157-0

6) Wang Shuxiao, Xing J, Chatani S, Hao JM, Klimont Z, Cofala J, Amann M. Verification of anthropogenic emissions of China by satellite and ground observations. Atmospheric Environment, 2011, 45: 6347-6358

7) Wei W, Wang Shuxiao, Hao JM, Cheng SY. Projection of anthropogenic volatile organic compounds (VOCs) emissions in China for the period 2010-2020. Atmospheric Environment, 2011, doi:10.1016/j.atmosenv.2011.01.013

8) Zhang HF, Hu DW, Chen JM, Ye XN, Wang Shuxiao, Hao JM, Wang L, Zhang RY, An ZS. Particle size distribution and polycyclic aromatic hydrocarbons emissions from agricultural crop residue burning. Environmental Science and Technology, 2011, 45: 5477-5482

9) Xing J, Wang Shuxiao, Jang C, Zhu Y, Hao JM. Nonlinear response of ozone to precursor emission changes in China: a modeling study using response surface methodology. Atmospheric Chemistry and Physics, 2011, 11: 5027–5044

10) Xing J, Wang Shuxiao, Chatani S, Zhang CY, Wei W, Hao JM, Klimont Z, Cofala J, Amann M. Projections of air pollutant emissions and its impacts on regional air quality in China in 2020. Atmospheric Chemistry and Physics, 2011, 11: 3119–3136