南科大环境学院朱雷课题组发表关于前体物对于细颗粒物和臭氧健康效应影响的研究成果
近日，南方科技大学环境科学与工程学院助理教授朱雷课题组在著名期刊Environmental Science & Technology发表题为“Short-Term Exposure to Fine Particulate Matter and Ozone: Source Impacts and Attributable Mortalities”的最新研究成果。
在全球疾病负担调查研究中，大气细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）均被明确为独立的健康风险因素，其长期暴露的潜在影响引起人们广泛关注。而近年来，高浓度污染期的短期暴露风险也受到越来越多的关注，但其前体物排放与健康影响之间的关系尚不明确，制约了排放控制和健康收益的动态化政策制定。
在这项研究中，研究团队评估了全球范围内PM2.5和O3的共同前体物——氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOCs）——对其健康负担的贡献。研究使用了多源大数据和机器学习模型来预测PM2.5和O3 在全球范围内的日均暴露水平，来估算2019年因短期暴露导致的过早死亡人数，并进行GEOS-Chem化学传输模型敏感性试验来量化不同排放源部门的影响。
图1 日均最大浓度及PM2.5和O3健康负担
如图1所示，2019年全球范围内分别有97.5%和87.1%的人口受到PM2.5和O3的短期污染，其浓度远超世界卫生组织每日空气质量指导水平。尤其是高收入地区，如西欧、高收入北美和高收入亚太地区，O3污染导致的健康风险可能比PM2.5高出两倍。
在NOx和VOC排放管控领域中，交通、能源和工业领域燃料燃烧所引发的NOx排放，对PM2.5和O3污染造成的健康风险影响占据了较高比例（图2），但不同部门的影响在区域和季节上差异显著，研究指出了动态化政策的必要性。例如，东亚地区的管控重点在冬季为交通，而在夏季为工业。
图2 人为源NOx和VOC排放对于PM2.5和O3污染造成的健康风险影响
该研究为面向健康效应的重点来源动态化管控策略提供了重要启示。在未来，非洲和中东人口将大幅增长，亚太地区经济预计持续发展，而欧美对于交通排放的管控将在2035年达到瓶颈，这对全球范围内与燃料燃烧相关的减排政策带来了更严峻的挑战。因此，在本研究区域性差异政策的支持下，对排放控制的持续投入和技术创新的不断推动，是PM2.5和O3污染控制和健康管理的关键。
南方科技大学为论文第一单位，环境科学与工程学院研究助理教授刘嵩为论文第一作者，助理教授朱雷为通讯作者，合作单位包括马里兰大学、福建师范大学和南京信息工程大学。该研究得到了国家自然基金青年项目、广东省科学技术厅重点领域研发计划、广东省基础与应用基础研究基金、广东省教育厅创新团队、深圳市科技创新委员会等项目的支持。计算资源由南方科技大学科学与工程计算中心提供。
