2020年，新型冠状病毒的传播极大的减少了人们的户外活动，进而导致世界范围内人为排放大气污染物的显著减少。然而，一些特大城市的空气质量并未因为人为排放的降低而得到预期改善，重污染事件仍时有发生。为了探究疫情（COVID-19）期间人为排放变化对大气污染的影响，中科院大气所LAPC国家重点实验室孙业乐研究员和雷露、周维等博士研究生对2020年1-3月份期间北京颗粒物化学组分和来源进行了深入分析（图3），评估了疫情期间气态前体物、一次和二次组分对人为排放变化的不同响应。

图1、2

由于每年气象条件变化较大，仅评估2020年疫情期间的排放变化对大气污染的影响具有较大不确定性，考虑到疫情期间人为排放的变化跟历年春节期间排放变化具有一定的相似性，研究团队进一步分析了北京2012-2019年期间5次春节前后气态前体物和颗粒物化学组分的变化，探究人为排放降低对污染形成的影响。

图3. 2020年1-3月份北京颗粒物化学组分、有机组分和气象参数时间变化图。BCNY, CNY, ACNY, NHP分别代表春节前，春节期间，春节后和供暖结束后；COVID-19则代表疫情期间

研究结果显示一次和二次颗粒物化学组分对人为排放物变化的响应显著不同。疫情和历年春节假期期间，气体CO, NO2和SO2平均降低25–46%，与交通、烹饪和燃煤排放相关的一次有机气溶胶平均降低30–50％，而二次气溶胶组分（硫酸盐、硝酸盐、铵盐和二次有机气溶胶等）的降低却较小（5–12％），硫酸盐甚至略有增加（3%，图4）。通过分析不同污染程度和不同相对湿度条件下一次和二次组分的变化也得到类似的结论。由于二次颗粒物对细颗粒物（PM2.5）的贡献达70%以上，这种一次和二次颗粒物对排放变化的不同响应导致总PM2.5浓度的降低并不显著，甚至在有些年份出现增加。上述结果也说明当前前体物的减排力度，尤其是在静稳天气下仍然不足以有效地抑制二次气溶胶的形成和重污染天气的消除。

图4. 六次春节期间气态前体物、一次和二次颗粒物组分等相对春节前浓度的变化图。

图5. 2012-2020年春节前后不同时段不同化学组分比值以及硫、氮氧化率的变化图

通过分析北京2012年至2020年1-3月间的长期观测结果，发现大多数颗粒物化学组分的质量浓度总体呈下降趋势，但不同组分之间的比例，如硝酸盐和硫酸盐，一次和二次有机气溶胶的比例，以及硫和氮的氧化效率均显著增加（图5），说明过去近十年期间前体物的变化导致了颗粒物化学组分的变化，而气态前体物浓度的降低和大气氧化性的增强反而促进了二次气溶胶组分的形成和转化。因此，我国未来大气二次污染的治理仍面临较大挑战，特别是需要进一步厘清不同气象和环境条件下二次气溶胶组分对气态前体物变化的不同响应机制。上述研究成果在Sci. Total. Environ.上发表，研究得到国家自然科学基金，北京自然科学基金和中科院战略先导项目资助。

图6.大气所325米北京气象塔园区

【文章信息】

Sun, Y., Lei, L., Zhou, W., Chen, C., He, Y., Sun, J., Li, Z., Xu, W., Wang, Q., Ji, D., Fu, P., Wang, Z., and Worsnop, D. R.: A chemical cocktail during the COVID-19 outbreak in Beijing, China: Insights from six-year aerosol particle composition measurements during the Chinese New Year holiday, Sci. Total Environ., 140739, 2020.