中国大气汞转化关键污染物的浓度变化对其扩散传输的影响研究
批准号:
42077200
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
陈龙
依托单位:
学科分类:
环境大气科学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈龙
中文摘要
中国大量汞排放不仅造成本地的大气汞污染,同时越境传输对周边国家造成影响。大气汞转化关键污染物的浓度变化显著影响其扩散传输和越境污染。而中国人为活动和控制政策使得关键污染物浓度高并且发生了显著的季节和年际变化,这势必会影响中国地区大气汞的扩散传输,然而学界对这个问题仍然知之甚少。本研究将聚焦臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)、过氧羟基自由基(HO2)和细颗粒物(PM2.5)这四种大气汞转化关键污染物。在微观化学机理的支撑下,本研究运用大气汞扩散传输模型,模拟各关键污染物组分的浓度变化对中国地区大气汞扩散传输的影响,从化学转化层面揭示污染物组分浓度变化对中国地区大气汞观测浓度季节变异性不明显以及逐年下降趋势等现象的影响机制,评估污染物组分浓度变化对中国地区大气汞本地沉降和越境传输的影响。本研究将为我国促进和优化大气污染协同控制、合理承担国际社会汞减排责任、高效履约《水俣公约》提供理论和方法支持。
英文摘要
Large atmospheric mercury (Hg) emissions in China not only lead to local atmospheric Hg pollution, but also impact on neighboring countries due to transboundary transport. The changing concentrations in key Hg-related air pollutants significantly affect the diffusion, transport and transboundary pollution of atmospheric Hg. Moreover, human activities and control policies in China have resulted in high concentrations of key pollutants and significant seasonal and interannual variations, which is bound to affect the diffusion and transport of atmospheric Hg in China. However, academic communities still know little about this problem. This study will focus on four key Hg-related air pollutants such as ozone (O3), nitrogen dioxide (NO2), peroxyhydroxyl radical (HO2) and fine particulate matter (PM2.5). Under the support of micro chemical mechanism, this study uses atmospheric Hg chemical transport model and simulates the impact of changing concentrations in each key Hg-related air pollutant on the diffusion and transport of atmospheric Hg in China. From the perspective of chemical transformation, this study will reveal the influence mechanism of changing concentrations in air pollutants on the phenomenon of insignificant seasonal variability and significant decreasing trend of observed Hg concentrations in China. Furthermore, this study will evaluate the impact of changing concentrations in air pollutants on local deposition and transboundary transport of atmospheric Hg in China. This study will provide theoretical and methodological support for China to promote and optimize the coordinated control of air pollution, reasonably assume the responsibility for international Hg reductions, and effectively implement the Minamata Convention.
汞是一种全球性的有毒污染物,具有长距离大气传输的特性,其经食物链富集和摄食暴露对人群造成健康风险。大气汞化学转化过程显著影响大气汞的扩散传输及越境污染,由此本研究聚焦由人为活动排放或转化而来的大气关键污染物组分,探究排放变化及其污染物组分浓度变化如何影响中国地区大气汞的浓度、本地沉降和越境传输。研究运用大尺度化学传输模型,并构建大气汞在线耦合模拟方案,探讨了重点行业排放变化、大气氧化还原过程、气象因素、植被吸收、海盐气溶胶吸附等对大气汞循环的影响。研究发现,中国东部地区的部分污染负担通过火电传输到西部部分地区,造成西部地区大气污染物组分浓度的升高;华北地区典型石化企业的排放对区域空气质量的贡献随着距离的增加而显著降低;北方重点地区农村家庭的民用散煤替代则避免了东亚地区共计2.12吨的大气汞沉降,包括中国大陆的1.15吨和其它国家地区的0.35吨,剩余29.25%的大气汞沉降削减量则发生在东亚的海洋区域。研究进一步发现,大气氧化性、气象因素、植被吸收等因子共同驱动了大气汞浓度的季节变异性,其中东亚区域的气象因素作用显著;植被叶片对于大气汞的吸收通量达到了2268.5−2727.0 Mg yr−1,显著影响了大气汞浓度的季节变异性。相比于传统数理统计方案,由于考虑了海盐气溶胶的粗粒径吸附过程,基于吸附解吸过程的新方案重现了海洋大气边界层颗粒态汞的浓度和干湿沉降,同时研究构建了一个新的大气汞收支平衡,将引起学界对海洋汞风险的重新审视。总结来说,本研究模拟量化了重点行业排放变化对大气汞浓度、沉降、越境传输的影响贡献大小,模拟评估了中国地区大气汞浓度季节变化的驱动因素及其机制,同时在全球视角下对比主要大洲在驱动因素和机制上的异同点,由此提高学界对大气汞循环的认识并为《水俣公约》履约提供科学理论支撑。
基于消费侧的中国大气汞沉降模拟与来源分析
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批准号:41701589
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈龙
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依托单位:
国内基金
海外基金