空气污染已成为全球最大的环境健康风险因素。工业化的迅速发展带来了大气污染，为了改善空气质量，各国政府优先对火力发电行业实施了日趋严格的污染物浓度控制政策。然而，近年来学术界在质疑基于污染物质量浓度的控制标准是否能有效降低健康风险。如何有效控制大气污染排放源，以保护人民生命健康，一直是国际上面临的巨大挑战。

       针对这一难题，我系环境健康团队与清华大学环境学院教授王书肖等多个团队合作，对我国重点工业源（包括钢铁、电力和水泥行业）产生的气溶胶开展系统研究。通过环境化学、毒理学、大气科学、经济学等多学科方法交叉融合，发现了工业源气溶胶的生物毒性差异，阐明气溶胶中金属等关键毒性化学组分的内在关联机制（图1）。基于气溶胶毒性效应的量化参数，结合我国大气污染物排放清单、空气质量模式、人群暴露模型与费效分析，阐释以削减“健康风险”为导向的大气污染调制机制（钢铁行业实施超低排放改造），相比于以削减气溶胶“质量浓度”为导向的机制（电力行业实施超低排放改造），可以更为有效降低人群健康暴露风险（约5.4—8.2倍）。此外，若优先对气溶胶毒性效应更高的工业源开展超低排放（钢铁），同时可以节约大量的经济成本（图2）。

图1:钢铁厂（Iron and steel plants）、电厂（Power plants）和水泥厂（Cement plants）燃烧排放气溶胶（a）氧化应激效应（ROS）、（b）毒性金属组分以及（c）关键化学组分对ROS效应贡献比例解析（金属是工业源气溶胶的主导毒性成分）。

       该研究基于对18个省/直辖市的82个实际工业排放源现场测量、关键毒性组分的化学甄别、生物毒性解析、空气质量模拟、暴露风险评估以及成本效益计算，突破了当前“基于PM2.5质量浓度”的大气污染控制政策，提出“基于PM2.5健康风险”的工业烟气污染治理思路。为建立面向人民生命健康的大气污染调控机制提供了理论依据和数据支撑。

图2: 我国工业大气污染基于“质量浓度”和“健康风险”减排策略的花费以及收益（2019年，超低排放削减的PM2.5排放量及基于ROS效应调控的排放量）的概念图。

       研究成果以“基于工业源气溶胶毒性效应实现以健康为导向的大气污染控制（Achieving health-oriented air pollution control requires integrating unequal toxicities of industrial particles）”为题，于2023年10月14日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42089-6。复旦大学博士后吴菂、清华大学博士后郑昊天为共同第一作者；复旦大学教授李庆、清华大学教授王书肖为共同通讯作者；复旦大学教授陈建民和王琳、博士生刘昱喆和陈秀；清华大学教授郝吉明、蒋靖坤、赵斌、吴清茹，博士生李胜悦和张芬芬；香港理工大学教授李向东和金灵；华能集团吕睿；中国环境监测总站刘通浩等为论文合作作者。研究得到国家自然科学基金委员会（T2122006、22188102、U22A20405、92143301、92043302、42007393）和博士后基金（BX20220088、2022M710741、2022M711800）的支持。

本研究的论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42089-6

近年来，我系环境健康团队围绕“以削减健康风险为导向的大气污染防治”主题取得一系列原创性研究成果，包括：

Nature Energy 7,194(2022):https://www.nature.com/articles/s41560-021-00951-1；

Environ.Sci.Technol.57,17022(2023):https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c05425;

Environ.Sci.Technol.Lett.9,280(2022):https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.2c00069；

Environ.Sci.Technol.55,6,3593(2021):https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c08518;

Environ.Sci.Technol.55,7299(2021):https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c00469.

供稿：李庆

编辑：李博海

审核：张立武