多环芳烃（PAHs）是一类具有持久性、生物累积性和高毒性的有机污染物，因其对人类健康和生态环境产生的重大危害而备受关注。尽管国内外已开展关于PAHs的研究，但模拟研究仍存在模式分辨率较粗、理化机制不够全面等问题，排放变化导致的PAHs及其健康效应变化也未充分量化。针对上述问题，大气物理研究所王自发研究员模式研发团队将苯并[a]芘（BaP）、苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BkF）和茚并[1,2,3-c,d]芘（IcdP）涉及的气粒分配、气相反应、非均相反应和土气交换等物理化学机制进行建模，耦合到自主发展的气溶胶大气化学模式IAP-AACM中，建立了全球-区域PAHs数值模式（IAP-AACM_PAH v1.0），并以BaP（毒性最强的母体PAHs）为代表物，进行了全球（1°×1°）和中国（0.33°×0.33°）的多尺度模拟及健康效应评估。
图 1. 2013 年BaP年均浓度的空间分布与观测值（实心圆圈）的对比，以及模拟嵌套域（红框）示意图
模拟结果表明，IAP-AACM模式可以良好再现全球以及中国BaP的时空分布。从全球范围来看，中国东部和欧洲中部的BaP浓度较高，超过了欧盟规定的BaP限值。与2013年相比，不考虑气象条件变化时，2018年印度和非洲的浓度有所上升，而中国的浓度呈现下降趋势，证实了“大气污染防治行动计划”减排措施的有效性。然而，考虑气象条件变化时，四川盆地等地则呈现上升的趋势，气象条件变化对于BaP浓度变化也有重要影响。尽管2018年BaP导致的健康风险有所下降，但是中国华东地区的人群仍面临潜在的健康风险。
图 2. 2018 年全球和中国的健康风险等级分布图
该研究成果以“Modeling of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from global to regional scales: model development (IAP-AACM_PAH v1.0) and investigation of health risks in 2013 and 2018 in China”为题发表在Geoscientific Model Development期刊，论文第一作者为武姿辰博士生，陈学舜副研究员和王自发研究员为论文共同通讯作者，主要作者还包括大气所陈焕盛副研究员、王哲副研究员、吴林正研级高工及西交利物浦大学穆青Assistant Professor等。研究受到了国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”的支持和国家自然科学基金（42377105）的资助。
Citation:
Wu, Z. C., Chen, X. S., Wang, Z. F., Chen, H. S., Wang, Z., Mu, Q., Wu, L., Wang, W. D., Tang, X.., Li, J., Li, Y., Wu, Q. Z., Wang, Y., Zou, Z. Y., and Jiang, Z. J.: Modeling of PAHs From Global to Regional Scales: Model Development (IAP-AACM_PAH v1.0) and Investigation of Health Risks in 2013 and 2018 in China, Geosci. Model Dev., 17, 8885–8907, https://doi.org/10.5194/gmd-17-8885-2024, 2024.
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