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2013年9月《大氣污染防治行動計劃》（簡稱‘大氣十條’）實施以來，中國人為源大氣污染物排放得到了有效控制，大氣常規(guī)污染物濃度隨之出現(xiàn)了顯著下降。汞是可進行跨國界傳輸?shù)娜蛐源髿庵亟饘傥廴疚?。由于缺乏可靠的觀測數(shù)據(jù)，目前對中國大氣汞濃度和人為源排放量的長期變化趨勢的認識很不清楚。

近日，中國科學院地球化學研究所馮新斌研究員和付學吾研究員聯(lián)合國內(nèi)外科研人員在《國家科學評論》上發(fā)表研究論文，基于中國與其它北半球背景區(qū)大氣汞長期連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，分析了近15年來中國大氣汞的變化趨勢和驅(qū)動因素，估算了‘大氣十條’實施以來中國人為源大氣汞減排量。

該研究中，研究人員：

揭示了中國大氣汞濃度的長期變化趨勢

以長期連續(xù)觀測數(shù)據(jù)為基礎，發(fā)現(xiàn)2013年“大氣十條”實施前后中國大氣汞濃度分別呈上升和下降趨勢，其中2013-2022年中國大氣汞濃度下降了38.6%±12.7%，約是同期其它北半球背景區(qū)降幅（5.7-13.5%）的4倍（圖1）。2022年中國背景區(qū)大氣汞平均濃度為1.48 ng m-3，與其它北半球背景區(qū)平均濃度基本一致。

圖1、2008年以來中國大氣汞和其它污染物濃度變化趨勢。（A）中國與北半球其它地區(qū)大氣汞濃度變化趨勢對比；（B）中國近地表大氣常規(guī)污染物濃度和人為源汞排放量變化趨勢

發(fā)現(xiàn)人為源減排是驅(qū)動中國大氣汞濃度下降的重要因素

基于源匯關系模型明確了人為源汞排放是影響中國背景區(qū)大氣汞濃度變化的關鍵因素（圖2），發(fā)現(xiàn)2008年以來中國大氣汞濃度與常規(guī)大氣污染物濃度的變化趨勢和幅度基本吻合（圖1）。作者結(jié)合全球大氣汞背景、植物吸收、地表汞再釋放和大氣化學等變量相關性分析，證明‘大氣十條’的實施實現(xiàn)了人為源大氣汞的協(xié)同減排，是驅(qū)動中國大氣汞濃度顯著下降的重要因素。

圖2、人為源汞排放對區(qū)域大氣汞濃度變化的影響。（A）青海瓦里關全球大氣基準站；（B）吉林長白山區(qū)域大氣本底站；（C）云南哀牢山區(qū)域大氣本底站；（D）浙江大梅山區(qū)域大氣本底站

估算了2013年以來中國人為源大氣汞減排量

采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）深度學習研究手段，確定了人為源汞排放和大氣汞濃度變化的定量關系，基于機器學習和經(jīng)驗公式模式，估算了‘大氣十條’實施以來中國人為源汞排放的時空變化。2013-2022中國人為源大氣汞減排約38-50%，絕大部分減排出現(xiàn)在2013-2019年，減排最為顯著的區(qū)域是華北、西南和華東地區(qū)（圖3）。

圖3、估算的中國人為源大氣汞排放的時空變化特征。（A）2013年來中國人為源大氣汞排放逐年變化特征（以2013年為基準）；（B）2022-2013年中國人為源大氣汞排放量變化空間分布特征

該研究表明，中國的減排行動為全球大氣汞減排做出了重要貢獻，是近十年來北半球大氣汞濃度下降的一個重要因素。傳統(tǒng)的全球汞循環(huán)模型認為人為源排放在全球大氣汞排放中的占比較少（~25%），而本研究發(fā)現(xiàn)控制人為源排放能有效降低大氣汞濃度，表明人為源汞排放對全球大氣汞循環(huán)的影響要遠高于傳統(tǒng)認識。

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