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2013年9月《大氣污染防治行動計(jì)劃》（簡稱‘大氣十條’）實(shí)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(jìn)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(rèn)識很不清楚。

近日，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所馮新斌研究員和付學(xué)吾研究員聯(lián)合國內(nèi)外科研人員在《國家科學(xué)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(shí)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(chǔ)，發(fā)現(xiàn)2013年“大氣十條”實(shí)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(guān)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(guān)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(xué)等變量相關(guān)性分析，證明‘大氣十條’的實(shí)施實(shí)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(guān)全球大氣基準(zhǔn)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(luò)（CNN）深度學(xué)習(xí)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(guān)系，基于機(jī)器學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)公式模式，估算了‘大氣十條’實(shí)施以來中國人為源汞排放的時(shí)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(shí)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(zhǔn)）；（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(xiàn)，是近十年來北半球大氣汞濃度下降的一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)的全球汞循環(huán)模型認(rèn)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(yuǎn)高于傳統(tǒng)認(rèn)識。

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