《極地海洋邊界層碘的環境地球化學》是依託中國科學技術大學，由謝周清擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極地海洋邊界層碘的環境地球化學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝周清
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
碘參與對流層多種光化學反應並生成新的顆粒從而間接影響到全球氣候變化，因此，碘的環境地球化學循環成為當前氣候變化研究的熱點之一。碘的大氣化學過程是其循環的關鍵環節。氣溶膠中的碘是大氣化學反應的最終產物，通過其賦存形態可以推測和了解碘的大氣化學過程。在南北極地區，隨著氣候變暖，海冰急劇減少，無冰區面積擴大，海氣和陸氣交換過程增強，勢必影響到大氣碘的來源及其化學循環過程。本項目將以雪龍號極地考察船和極地站區為監測和採樣平台，監測海冰和海水表面以及南極無冰區湖泊、土壤、苔原和糞土的碘代烴排放通量，採集海洋邊界層和站區氣溶膠樣品，在室內採用IC-ICP-MS和LC-MS-MS等測試技術，分析碘代烴的種類及含量，獲取其時空分布、排放通量及影響因素，以及氣溶膠中的總碘及其形態分布特徵，並結合模擬計算，探討其成因及其大氣化學過程，了解極區大氣碘的源匯特徵，為評估碘氣溶膠在氣候變化中的作用提供依據。
結題摘要
圍繞極地碘的環境地球化學循環主題，開展了南北極的現場觀測與採樣分析，取得了以下主要成果：（1）獲取了南北極航線氣溶膠中的碘含量及其形態變化的時空分布特徵，發現大部分以可溶性碘存在，較常見的是I-，富集係數沿緯度降低而下降。IO3-/I-在各地區樣品中差別較大，表明現有的大氣碘化學模型不足以解釋觀測到的現象。可溶性有機碘的分布具有全球普遍性。在時間上，北冰洋地區氣溶膠中碘的高峰出現在春季。（2）發現化石燃料燃燒可能是CH3I的一個潛在來源，在此基礎上，獲得了海洋邊界層自然來源的CH3I空間分布。北半球CH3I濃度（0.7±0.9 pptv）顯著高於南半球(0.5±0.3 pptv)。北半球中緯度地區的CH3I的濃度最高，而南半球高緯度地區的含量最低。後向軌跡反演路徑上的海表葉綠素a平均值、CO、海表SST、海表DOC和風速都對大氣CH3I有一定的影響，不同地區主要的影響因素會有較大的差異。沿海邊界層CH3I濃度顯著高於南極內陸。在南極中山站附近的海冰上，採用密閉箱方法開展了CH3I排放通量觀測。在密閉箱被遮光情況下，初步估算海水CH3I的排放通量為1.12ng m-2 d-1。在光照情況下，海水CH3I的排放通量大約為被遮光實驗的一半。以上結果表明，南極沿海是CH3I的源，CH3I釋放到大氣中能很快被光解，進而影響氣溶膠中碘的含量與形態。（3）發現了氣溶膠中DMS的氧化產物MSA與總碘顯著正相關，MSA濃度增大時，總碘含量也增大，證實了DMS對碘循環的影響；（4）開展了與碘循環相關的大氣痕量成分的觀測，獲取了大氣臭氧、汞和溫室氣體甲烷等成分的空間分布特徵，為評估碘等鹵素的影響提供了依據。指導撰寫了2篇博士論文,3篇碩士論文,陸續發表了14篇論文，包括4篇Scientific Reports，為進一步理解碘的大氣化學過程提供了依據。
