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　　近日，中核集團中國原子能科學研究院核物理所中子活化分析團隊，采用核分析技術追蹤大氣中的黑碳，分析它的主要產生來源，為大氣污染治理提供科學參考依據。

　　黑碳又稱大氣污染的“黑色幽靈”，是PM2.5和煙塵的主要成分，也是全球氣候變暖的主要“元兇”之一。

　　研究團隊成員之一肖才錦告訴記者，他們對北京市房山區新鎮街道開展了長達7年大氣顆粒物濃度監測，運用單波段和多波段光吸收黑碳儀來測量黑碳氣溶膠濃度，結合中子活化分析、質子熒光分析等核分析技術，最終確定了污染來源。

　　研究結果表明，2013年—2019年，新鎮地區黑碳氣溶膠濃度呈現秋冬高、春夏低的特征，整體呈逐年下降趨勢。在大多數月份中，化石燃料和交通排放是黑碳的主要來源。

　　愛“吃”太陽光的黑碳

　　黑碳是由化石燃料和生物質燃料不完全燃燒所產生的、具有強光吸收成分的難熔碳質氣溶膠。雖然黑碳在PM2.5中占比較小，但它能強力吸收太陽光線，影響地球和大氣系統能量分布及氣候，被認為是影響全球變暖的主要因素之一。

　　此前科研人員發現，黑碳是導致青藏高原冰川消融的重要因素之一。由于黑碳特別愛“吃”太陽光，將太陽光“鎖”在了青藏高原雪表，降低了冰雪對陽光的反射能力，導致高原冰川消融增加約20%，并使得積雪期減少3天—4天。

　　更早之前還有研究表明，黑碳還可冷卻地表并加熱1公里—2公里高度的大氣形成增溫層，像個“穹頂”籠罩在城市上空，并將污染排放限制在更低高度，從而加劇城市空氣污染。

　　近年來，不少專家呼吁控制黑碳可望獲得更大的環境健康效益。而且，由于黑碳在大氣中留存時間短，嚴格控制可能會起到立竿見影的效果。

　　這次，原子能院物理研究所進行采樣分析和數據研究，就是旨在為治理黑碳提供科學依據。

　　化石燃料和交通運輸是主要來源

　　那么，怎么“看見”黑碳并對其進行溯源？

　　“大氣顆粒物中含有碳、氧、氮、金屬等元素，這些特征元素含量及其同位素豐度，是進行大氣污染溯源的重要指標。我們憑借核分析技術，能夠高準度分析和采集大氣污染源中元素和同位素的‘指紋’，為污染精細化源解析提供技術支撐?！毙げ佩\說。

　　他進一步解釋，核分析技術是利用中子、光子、離子、正電子與物質的原子或原子核的相互作用，采用核物理實驗技術，研究物質成分和結構的技術方法，它是核科學技術的重要領域，包括活化分析、離子束分析、核效應分析等技術方法。在元素、同位

　　素分析，尤其是在微量、痕量分析領域具有十分重要的地位。

　　本次研究結果顯示，2013年—2019年，采樣地區黑碳濃度在2014年達到峰值，之后逐年下降。7年間，黑碳濃度大于20微克/立方米的天數占總樣本的4%，濃度大于10微克/立方米的天數占樣本總量的14%。并且，黑碳濃度高的當天通常也是霧霾天。

　　就季節來看，黑碳濃度呈現秋冬高、春夏低的特點，黑碳的平均濃度在冬天是夏天的1.62倍，秋冬季黑碳對PM2.5的貢獻相較于春夏季更高。這主要是由于冬季低溫、干燥、少風，使得污染物在近地層中擴散并逐漸積聚，冬季的污染源也變得更加復雜，如燃煤供暖、交通和工業等污染排放量較大。此外，研究發現，雨水對黑碳有沖刷作用，非雨季黑碳濃度為雨季濃度的1.22倍。

　　就黑碳來源看，數據顯示，黑碳與NO2、SO2和CO的月變化相似，存在正相關關系。而這些氣體和黑碳采用相同的燃燒工藝生產，它表明，運輸來源和煤炭排放對黑碳有顯著貢獻。綜合分析結果表明，化石燃料和交通運輸是該地區大部分時間內黑碳的主要來源。

　　肖才錦表示，這項研究源于原子能院參加的國際原子能機構亞太區域合作項目“核分析用于大氣污染研究”。此前，項目對北京地區PM2.5/PM10源解析、霧霾形成機制、生物監測器、沙塵暴、人工降雨、森林火災等進行了研究。近年來，原子能院在大氣污染源解析、灰霾成因與控制技術等國家重點研發項目中承擔著核分析相關的儀器開發和指紋元素/同位素檢測工作，下一步，將持續積極推動核分析技術在環境與大氣污染源解析領域的研究和應用。