海源有機物排放及其對大氣氣溶膠特性影響的研究

《海源有機物排放及其對大氣氣溶膠特性影響的研究》是依託華南理工大學，由賴森潮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海源有機物排放及其對大氣氣溶膠特性影響的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：賴森潮
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

海源有機物的排放會影響沿海地區大氣氣溶膠的濃度、化學組成和性質等，進而影響區域空氣品質。目前我國依然缺乏對海源有機物排放及其對沿海地區大氣環境影響的系統研究。本研究擬以南海海域為研究區域，開展海源有機物（包括海源一次有機氣溶膠和海源揮發性有機物）排放的估算並研究其對華南沿海地區大氣氣溶膠特性的影響。本研究將通過實驗室模擬和實地觀測等手段研究南海海域主要浮游植物種類排放海源有機物的能力。在此基礎上，利用衛星遙感海洋葉綠素數據，開展海源一次有機氣溶膠和海源揮發性有機物排放的估算。同時套用通用多尺度空氣品質模型（CMAQ），通過不同情境的模擬，研究海源有機物排放對南海沿海地區大氣氣溶膠特性的影響。本研究旨在為全面深入研究海源有機物的排放來源、強度、對海洋邊界層大氣化學過程和對區域大氣環境的影響等提供基礎數據和理論支持。

結題摘要

海源有機物排放會影響大氣氣溶膠特性，進而影響區域環境空氣品質。本項目利用固定站點和走航觀測，對南海沿海、近岸和開放海域大氣揮發性有機物和大氣氣溶膠化學組分的濃度、組分、時空變化等特徵開展了研究，並通過模型模擬等手段研究了大氣有機物的來源、環境過程和影響等。結果顯示：（1）分析了大氣氣溶膠中典型有機物包括非極性有機物（Non-polar organic compounds, NPOCs）和有機磷酸酯（Organophosphate esters, OPEs）、水溶性離子組分、碳氣溶膠組分以及穩定碳氮同位素等。NPOCs研究表明，海陸源貢獻差異是海洋有機氣溶膠特徵變化的主要原因。中國南部、東南部地區生物質燃燒的遠距離傳輸是南海海域非極性有機氣溶膠的主要來源，而化石燃料燃燒和陸地植物排放的影響也不可忽視。對南海西部氣溶膠中水溶性離子和穩定碳氮同位素的分析顯示，海洋大氣過程對有機氣溶膠的組成存在影響。陸源有機污染物（以OPEs為例）可通過乾濕沉降過程對南海海洋環境造成影響，估算其在南海北部海域的年乾沉降量為4.98噸。在沿海站點研究了PM2.5樣品中的主要化學組分及其時間變化特徵，並結合後向拉格朗日顆粒物擴散模擬研究了主要的源區。遠距離傳輸對PM2.5濃度的上升有較大貢獻，但在某些時段不能排除本地貢獻。同時利用IMPROVE公式重建了PM2.5消光係數，並探討了公式的本地適用性。（2）研究了上述區域典型時段的揮發性有機物特徵。南海海域的研究發現揮發性有機物受OH氧化作用和氣團混合稀釋共同影響，而生物排放的揮發性有機物受遠距離傳輸的影響小。沿海站點研究發現揮發性有機物的濃度存在明顯的季節變化。夏季海洋氣團對揮發性有機物稀釋作用明顯，但對部分揮發性有機物組分存在貢獻。陸源遠距離傳輸是南海海域氣態污染物（以PFASs為例）的主要來源。通用多尺度空氣品質模型對 PFASs降解貢獻的估算表明OH反應對污染物的大氣降解具有重要作用。執行期內發表SCI論文5篇，另有成果在整理髮表中。研究成果可為全面深入研究海源有機物的排放來源、強度、區域大氣化學過程和環境影響等提供基礎數據和理論支持。