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百人计划研究员林金泰在PNAS发表文章揭示国际贸易对全球大气环境的影响
日期: 2014-01-20  信息来源: 物理学院

近日,北京大学林金泰研究组和清华大学贺克斌、张强研究组联合在美国科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)发表研究论文,分析了中国国际贸易相关的经济活动对区域大气污染和全球污染传输的影响。北京大学物理学院大气与科学海洋系百人计划研究员林金泰、清华大学地球系统科学研究中心张强教授和清华大学环境学院贺克斌教授是文章的共同通讯作者,林金泰及其本科生潘达(现为美国普林斯顿大学博士研究生)是共同第一作者。

产品生产和消费及其相关的交通运输、电力生产等经济活动导致大量的污染物排放,是造成目前区域大气复合污染及全球污染传输的主要原因。由于大气污染物的跨境传输,国际上众多国家十分重视其它国家排放的大气污染物对本国空气质量的影响,比如美国特别关注源自中国等亚洲国家的大气污染物的跨太平洋传输,在这方面进行了大量的研究工作。然而,目前这方面的研究工作都是从产品生产的角度,认为只要产品生产是在某个国家进行,相应的污染物排放就属于该国家的排放,而不考虑该产品是否在该国家消费。

通过国际贸易,一个国家消费的产品可以从其它国家进口,因此产品的产地及相应的污染物排放地区从消费国转移到出口国,改变了全球污染物排放的空间分布。另外,由于各个国家工业结构、能源结构、排放控制水平等方面的差异,生产同样的产品导致的污染物排放量也可能有很大区别,因此国际贸易可能引起全球排放总量的变化。由于大气污染物的生命周期(即在大气中停留的时间)较短,一般为几小时到几个月,因此排放总量和空间分布的变化必然导致大气中污染物浓度和传输的显著变化。这些因素决定了国际贸易对全球和区域大气环境的重要影响。然而,目前这方面的研究几乎是空白。

由北京大学和清华大学领导的国际联合研究团队从中国的国际贸易出发,研究了国际贸易的相关经济活动对全球大气污染和传输的影响。该研究从产品消费的角度,借鉴经济学研究中的投入-产出分析方法,计算了2000至2009年间与中国的国际贸易相关的直接和间接经济活动(产品生产、交通运输、电力生产等)导致的污染物排放。研究发现,中国作为主要的贸易大国,其2006年与产品出口相关的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、黒碳颗粒物排放量分别占人为源排放总量的36%、27%、22%和17%,出口美国的排放约占出口相关总排放量的21%。并且,中国出口的相关排放量是其它国家出口到中国引起的相关排放量的4-6倍。研究进一步通过大气化学传输模式,计算了中国出口的相关排放对中国空气质量的影响,发现2006年中国东部地区近地面大气中的硫酸盐颗粒物有23-34%来自与产品出口相关的经济活动,发现近地面大气中的黒碳颗粒物和一氧化碳的相应比例为10-23%和12-23%(图1)。

 
图1:2006年中国产品出口的相关污染物及前体物排放对北半球近地面大气中的污染物浓度的百分比贡献:(a)硫酸盐颗粒物,(b)臭氧,(c)黒碳颗粒物,(d)一氧化碳
 
    这一研究同时分析了与中国出口相关的大气污染物对全球环境的影响,发现这些污染物及前体物在中国地区排放到大气中,通过大气传输和化学转化,可影响美国的空气质量:2006年美国西部地区近地面大气中的硫酸盐颗粒物和臭氧分别有3-10%及0.5-1.5%与中国出口的相关排放及传输有关(图1a,b)。研究进一步发现,美国从中国进口产品而减少本国排放,同时增加了中国地区的污染物排放和相应大气传输,其净效果是中国地区和美国西部地区大气中的硫酸盐污染增加而美国东部的污染减少了(图2a)。由于美国东部人口密度远大于西部,因此美国从中国进口产品而减少本国生产有利于其国民整体健康水平。如果美国通过加强技术支持等手段帮助中国减少排放,不仅能改善中国的空气质量,同时也能减少美国西部的污染水平。因此,对国际贸易的相关环境影响的评估有益于增强国际交流和协作,减少全球污染排放和传输。

图2a:2006年美国从中国进口产品与自身生产相应产品相比,对北半球近地面大气中的硫酸盐颗粒物浓度的百分比影响

    编辑:歆琴
 
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