北京大气污染减排措施的实施有效减少了PM_2.5浓度，其中“煤改气”工程作用显著。然而“煤改气”工程对棕碳的影响并不十分清楚。

中国科学院地球环境研究所黄汝锦研究员团队对北京“煤改气”工程前后类腐殖质棕碳（HULIS-BrC）和水不溶性棕碳（WI-BrC）组分元素组成进行研究。发现不同元素组成发色团数量为CHON>CHO>CHN>(CH)>含S发色团，“煤改气”工程后HULIS-BrC发色团数量增加了约14%，而WI-BrC发色团数量减少了约8%。HULIS-BrC中90%以上的发色团质谱峰强度在“煤改气”工程后高于“煤改气”工程前，且相应CHON和CHO发色团的O/C比值随着“煤改气”工程后/“煤改气”工程前质谱峰强度比的增加而增加。WI-BrC中80%以上的发色团质谱峰强度在“煤改气”工程后低于“煤改气”工程前，且相应CHON和CHO发色团的O/C比值随着“煤改气”工程后/“煤改气”工程前质谱峰强度比的降低而降低。结果表明，北京“煤改气”工程后棕碳组分中水溶性发色团含量增加，且其中高氧化发色团增加较多，水不溶性发色团减少，且其中低氧化发色团减少更多。上述研究结果揭示了“煤改气”措施前后BrC化学成分的差异，并表明未来对居民煤燃烧BrC和二次BrC的研究值得进一步探索。

该成果近期发表于npj Climate and Atmospheric Science期刊上。该工作得到中国科学院战略重点研究计划(XDB40000000)，国家自然科学基金项目(41925015)，中国科学院项目(ZDBS-LY-DQC001)和黄土与第四纪地质国家重点实验室交叉创新团队基金(SKLLQGTD1801)的支持。

Yuan, W., Huang, R. J.*, Shen, J., Wang, K., Yang, L., Wang, T., Gong, Y., Cao, W., Guo, J., Ni, H., Duan, J., and Hoffmann, T.: More water-soluble brown carbon after the residential “coal-to-gas” conversion measure in urban Beijing, npj Clim. and Atmos. Sci., 6, 20, 2023.

https://doi.org/10.1038/s41612-023-00355-w

图1. “煤改气”工程前（2015）后（2019）HULIS-BrC和WI-BrC组分中不同元素组成发色团（a）数量和（b）质谱峰强度

图2. “煤改气”工程前（2015）后（2019）HULIS-BrC和WI-BrC组分中CHO发色团的（a, b, c, d）Van Krevelen图和（e, f）质谱峰强度比