《Environmental Research》:Road-scale mapping of tire wear particle pollution in Xizang and their potential atmospheric transport to adjacent glaciers
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•2012年至2021年间,西藏TWP排放量增加了143%。•重型卡车主导了西藏年度TWP排放量的增长。•城市道路推动了水体中的TWP累积,而乡村道路主导了土壤中的TWP负荷。•来自拉萨的TWP向冰川的模型沉积概率超过90%。引言道路交通排放已成为全球范围内新兴污染物日益重要
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2012年至2021年间,西藏TWP排放量增加了143%。
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重型卡车主导了西藏年度TWP排放量的增长。
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城市道路推动了水体中的TWP累积,而乡村道路主导了土壤中的TWP负荷。
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来自拉萨的TWP向冰川的模型沉积概率超过90%。
引言
道路交通排放已成为全球范围内新兴污染物日益重要的来源(Tian等,2022;Mayer等,2024)。其中,轮胎磨耗颗粒(TWP)是人为微塑料污染的主要组成部分(Kole等,2017)。由于车辆运行期间轮胎磨耗不可避免,TWP会持续释放到环境中(Sun等,2025a)。全球估算表明,TWP是微塑料排放的最大来源之一(Zheng等,2025)。尽管其排放量巨大,但TWP排放的空间分布及其环境归宿仍存在高度不确定性,尤其是在监测数据稀缺的偏远地区。
关于TWP污染的环境影响在冰冻圈地区尤为令人担忧。TWP含有吸光颗粒,其沉积在冰雪表面可能改变表面辐射特性(Reynolds等,2024)。近期研究表明,与TWP相关的暗色颗粒可降低冰雪和冰川反照率,增强辐射增温效应,并进一步加速冰雪融化(Gaggini等,2025;Reynolds等,2024;Yang等,2022)。一旦排放,TWP主要在道路两侧附近累积(Landebrit等,2026;Wagner等,2018),但它们也可通过大气环流传输并沉积在冰川表面,对脆弱的冰冻圈环境造成意外风险(Aliya等,2025;Liu等,2024)。
青藏高原(TP)被誉为"世界屋脊",拥有全球中纬度地区最大的冰川覆盖面积(Yao等,2012)。作为青藏高原的核心区域,西藏经历了道路网络的快速扩展、车辆保有量的增加以及货运交通的增长,这些都加剧了TWP的排放(Yi等,2019;Yang等,2025;Zhou等,2024;Zhang等,2024,Zhang等,2025)。复杂的地形地貌涉及频繁的制动和加速,可能加剧轮胎-道路相互作用(Kole等,2017;Oliveira等,2024),而强烈的紫外线辐射和较大的温度波动可能加速轮胎老化并增加TWP排放(Mayer等,2024;Weyrauch等,2023),这使得TWP排放对西藏的影响成为一个至关重要但知之甚少的问题。
然而,准确量化西藏的TWP排放仍然具有挑战性。现有评估主要依赖区域尺度的交通统计数据和经验排放因子(EFs)来估算国家或城市尺度的总排放量(Lee等,2020;Ren等,2024),这些方法无法解析排放的精细尺度空间变异或识别潜在的污染源热点区域。因此,迫切需要开展道路尺度的排放评估,以识别TWP排放热点区域并阐明其与周边冰冻圈环境的潜在联系。
为填补这些知识空白,本研究建立了一个基于高分辨率道路网络的框架,以量化西藏的道路尺度TWP排放。进一步应用HYSPLIT模型追踪大气传输路径和传输距离。具体而言,本研究探讨了:(1) TWP排放的时空变化;(2) 不同类型车辆和道路类型对排放模式和热点分布的贡献;以及(3) TWP向周边冰川的潜在传输路径。研究结果为理解TWP的排放与环境归宿及其对高海拔冰冻圈区域的潜在影响提供了新的认识。
章节摘要
研究区
本研究聚焦于西藏,位于青藏高原核心区域,面积约123万平方公里。作为典型的高海拔冰冻圈地区,西藏以广泛的冰川、积雪覆盖和冻土为特征,这些是新兴污染物的敏感受体(Grannas等,2013;Yang等,2026)。该地区平均海拔超过4500米,地形地貌复杂,太阳辐射强烈,温差大
西藏TWP排放的时间变化趋势
过去十年间,交通发展的快速扩张使西藏的TWP排放量大幅增加。根据车辆里程(表S2)和车辆保有量(表S3)计算,西藏年度TWP排放量从2012年的1886吨增加到2021年的4589吨,研究期间总体增长143%(图1a)。这一增长趋势与交通活动的显著增长一致,注册车辆数量从31.8万辆
结论
本研究建立了一个道路尺度框架,以表征西藏——一个典型的偏远冰冻圈区域——的TWP排放与环境归宿。研究结果表明,交通发展的快速扩张,尤其是重型卡车活动的扩展,加剧了西藏的TWP污染。通过整合排放建模、环境分配、现场测量和大气传输分析,本研究表明交通来源的TWP不仅会累积在
CRediT作者贡献声明
Yu Huimin:撰写——审阅与编辑,概念化。Niu Xuerui:撰写——原稿撰写,可视化,方法论,调查研究,概念化。Dong Huike:撰写——审阅与编辑。Zhou Yunqiao:撰写——审阅与编辑,概念化。Wang Xiaoping:撰写——审阅与编辑,监督指导,项目管理,资金获取,概念化
伦理声明
已获所有参与者或其法定代表的书面知情同意,同意参与本研究并发表文章。已遵守参与者的隐私权。
本研究在研究所在地遵守相关法律法规框架和指南进行。根据相关法律法规和机构指南,本研究不需要伦理委员会审批。由于本
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
资金支持
本工作得到西藏自治区科技项目(XZ202401ZY0005)和国家自然科学基金(U21A2038)的支持。
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
Niu Xuerui|Yu Huimin|Zhou Yunqiao|Dong Huike|Wang Xiaoping