地球环境研究所在我国人为源排放有机气溶胶质谱研究方面取得进展

有机气溶胶（OA）是大气气溶胶颗粒的主要成分，对空气质量、气候和人类健康具有重要影响。OA是由数百种有机化合物组成的复杂混合物，其完全识别面临重大分析挑战，采用气溶胶质谱技术结合先进的受体解析模型，能够直接测量高时间分辨率OA质谱特征，并对其进行来源解析研究大气过程机制。因此，认识不同人为源排放OA的质谱特征，对于量化其来源贡献并制定针对性减排策略至关重要。尽管已有一些关于源排放OA质谱的研究，但仍缺乏国内本地化的质谱数据。

基于此，气溶胶理化过程及环境效应团队通过气溶胶化学组分监测仪（ACSM）测量获取了我国主要人为来源的OA质谱特征。结果发现，农作物秸秆燃烧（CRBOA）、薪柴燃烧（WBOA）、烹饪（COA）、煤炭燃烧（CCOA）和机动车尾气（VEOA）的源排放 OA 质谱均以烃类离子及其含氧衍生物为主。其中，标志性碎片及诊断比值的特征模式能够可靠地区分主要人为源类别，如VEOA具有较高的m/z 43和57信号以及f44/f60与f85/f87比值，CRBOA与WBOA具有较高的m/z 60信号和f60/f73比值，COA则表现出较高的f55/f57比值。在亚类对比方面，不同农作物秸秆类型、薪柴类型和汽车工况的OA质谱内部高度相似；相比之下，三种 COA 亚类在两两对比中一致性有限或较差；类似地，烟煤和蜂窝煤与无烟煤和半焦相比也表现出有限或较差的一致性。此外，通过对本研究和前人获得的57个OA质谱进行聚类分析，进一步证明了它们在区分OA来源方面的有效性，同时也揭示了某些子源的错误分类，突出了表征本地化和精细化OA质谱的重要性。这些发现为基于ACSM的大气OA数据受体分析提供了关键参考，不仅适用于中国，也对具有类似排放结构的其他地区具有借鉴意义。

该项成果已发表在Journal of GeophysicalResearch: Atmospheres期刊上，工作获得中国科学院“西部之光—交叉团队”重点实验室专项（xbzg-zdsys-202219）、国家自然科学基金（42473086）、中国科学院青年创新促进会（2022416和Y2023110）等项目的联合资助。论文详细信息如下：

Tian, J., Wang, Q*., Li, L., Ran, W., Zhang, Y., Zhou, Y., Liu, H., Gao, M., Wang, Y., Ni, H., Wei, C., Ma, N., Han, Y., and Cao, J*. (2025). Similarities and differences in mass spectral signatures ofprimary organic aerosol from biomassburning, cooking, coal combustion, andvehicle exhaust. Journal of GeophysicalResearch: Atmospheres, 130,e2025JD044129. https://doi.org/10.1029/2025JD044129.

图1.（a）农作物秸秆燃烧、（b）薪柴燃烧和（c）烹饪源排放有机气溶胶的质谱特征。

图2. （a）煤炭燃烧和（b）机动车尾气源排放有机气溶胶的质谱特征。

图3. 本研究和前人研究获得OA质谱的聚类分析结果。