《城市大氣重金屬多污染特徵的磁學診斷》是依託南京大學，由李慧明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：城市大氣重金屬多污染特徵的磁學診斷
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李慧明
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
城市大氣重金屬污染是我國面臨的一個重要環境議題。以長三角典型城市——南京市為研究對象，使用環境磁學方法對大氣重金屬的多污染特徵進行診斷。採集不同季節及霧霾天氣下南京市環保局空氣品質監測國控點附近的樹葉及城市不同功能區的大氣顆粒物，測試葉片及其附塵中的重金屬總量和磁學特徵。通過神經網路和支持向量機的非線性數學方法，結合氣象數據建立大氣顆粒物和大氣重金屬時空分布的磁學評估模型。分析大氣顆粒物的主要化學成分及其中重金屬的化學形態，研究大氣顆粒物來源及重金屬生物有效性與其磁學特徵之間的回響關係。特別探討霧霾天氣下大氣顆粒物的磁學特徵及其與重金屬之間的相關性。研究結果可為城市大氣重金屬污染的快速監測、來源分析及風險管理提供新的思路，也為城市大氣污染防控提供重要參考。
結題摘要
城市大氣重金屬污染是我國面臨的一個重要環境議題。以長三角典型城市——南京市為研究對象，使用環境磁學方法對大氣重金屬的多污染特徵進行診斷。基於樹葉和大氣顆粒物磁學參數測試，採用線性和非線性統計方法構建大氣重金屬和大氣顆粒物濃度的快速評估模型。分析大氣顆粒物的主要化學成分、來源及其中重金屬的化學形態，探究大氣顆粒物來源及重金屬生物有效性與其磁學特徵之間的回響關係。 在南京市環保局十個空氣品質監測國控點附近採集樹葉，分析其磁學參數與大氣顆粒物濃度的關係；在仙林地區進行為期一年的三種常綠樹（桂花、雪松、女貞）樹葉和大氣顆粒物採集，利用BP-ANN和SVM方法建立通過樹葉磁性特徵模擬PM10和PM2.5濃度、以及其中重金屬濃度的模型，並將其套用於南京市大氣顆粒物重金屬污染空間分布的預測。此外，在不同功能區採集桂花樹葉，將其分為表面未清洗及清洗表面的兩個組，了解樹葉及其附塵中重金屬和磁學參數相互關係。 分析南京市不同功能區PM2.5的磁學特徵，並將磁學參數、大氣顆粒物濃度和氣象因子作為輸入參數，使用多元線性回歸或支持向量機構建了大氣顆粒物中重金屬磁學快速模擬模型，結果顯示，加入磁學參數後，全部元素預測結果的相關性係數均有明顯提高，同時誤差也降低。此外，在固定點位連續採集為期一年的PM2.5，通過模型對比，篩選、精簡輸入因子，構建南京市PM2.5中重金屬濃度快速預測模型。 重金屬四種化學形態濃度及生物有效性係數與大氣顆粒物的磁學參數之間相關性不高。大氣顆粒物中硝酸鹽和土壤揚塵與磁學參數之間具有一定相關性，說明大氣顆粒物中磁性物質主要來自於交通、工業和土壤揚塵。 項目組完成了所有重要研究計畫，在項目支持下，共發表SCI論文9篇，中文核心論文5篇，申請專利3項。研究成果可為城市大氣重金屬污染的快速監測、來源分析及風險管理提供新的思路，也為城市大氣污染防控提供重要參考。
