生物成因氣溶膠的時空特征、來源及其環(huán)境意義-以極地海洋邊界層含硫氣溶膠和城市蛋白質氣溶膠為例.pdf

1、生物成因氣溶膠是大氣氣溶膠的一個重要組成部分，通過散射和吸收太陽輻射以及作為冰核(IN)和云凝結核(CCN)而影響全球氣候變化，并對大氣化學和物理過程有著潛在的影響；在大氣中的擴散、傳播會引發(fā)人類的急慢性疾病和動植物疾病。本論文從以下兩個方面對生物成因氣溶膠進行調查研究，第一到第六章著重探討與氣候變化密切相關的極地海洋邊界層生物成因硫溶膠，第七章探討與人體健康相關的城市生物氣溶膠。
　　 海洋邊界層含硫氣溶膠對全球硫生物地球循環(huán)

2、以及大氣環(huán)境和氣候變化有著重要的影響。海洋生物排放的二甲基硫(DMS)經海洋與大氣邊界層進入大氣，被氧化生成甲基磺酸(MSA)和SO42-，促進酸雨和云凝結核的生成，對氣候變化有著重要影響。
　　 本文對中國第三次北極、中國第24次和26次南極以及中國近?？茖W考察航線上氣溶膠樣品中的MSA、Nss-SO42-、金屬元素、水溶性離子進行測定，結合氣團軌跡反演、源區(qū)影響因、葉綠素濃度、SO2數(shù)據、氣象數(shù)據以及文獻中其它海域含硫氣溶膠

3、的數(shù)據，對海洋邊界層含硫氣溶膠的濃度分布特征和來源及其環(huán)境意義進行了討論。所得數(shù)據更新了近年來海洋含硫氣溶膠的濃度分布變化，探討年際變化的原因；橫跨南北半球大范圍長時間的采樣分析，總結出影響海洋邊界層含硫氣溶膠的主要因素。主要結論如下：
　　 (1)中國南北極和近?？茖W考察航線上海洋邊界層含硫氣溶膠中MSA的濃度比之前相同海域觀察到的結果都高，且北半球的濃度明顯高于南半球。海表溫度升高使得海洋生產力提高是重要的影響因素。而Nss

4、-SO42-濃度在靠陸地較近海域濃度增加明顯，其他海域變化不大。
　　 (2)北半球海洋氣溶膠中MSA的濃度分布有差異，西北太平洋海域的白令海氣溶膠中MSA濃度相對偏高；南半球MSA分布較均衡，南大洋海域稍高。
　　 (3)隨著全球氣候變暖，夏季海冰面積及厚度下降使得開闊洋面增加，藻類大面積生長，海氣交換作用增強，浮游植物釋放的有機硫化物大大增加，是造成北冰洋氣溶膠中MSA的濃度高于往年，南大洋MSA濃度偏高的主要原因。

5、
　　 (4)大氣中氮氧化物濃度的增加會提高DMS的氧化效率，具有高濃度NOx的污染氣體會使大氣中MSA的濃度呈現(xiàn)高值，這成為影響中國近海和東亞海域氣溶膠中MSA濃度的原因之一。
　　 (5)氣溶膠中Nss-SO42-在遠洋海域濃度很低，且和MSA存在正相關的關系，特別是南大洋，說明海洋生物排放是它們共同的主要來源；靠近內陸的海區(qū)氣溶膠中Nss-SO42-的濃度高，和MSA之間沒有明顯的聯(lián)系，陸地人為污染產生的硫氧化物的

6、長距離傳輸是主要影響因素。
　　 (6)火山爆發(fā)釋放大量的SO2會被氧化轉化成硫酸鹽氣溶膠，對周邊區(qū)域氣溶膠中Nss-SO42-濃度有很大的影響。北極考察采樣其間，美國阿拉斯加Kasatochi火山爆發(fā)導致北冰洋海域Nss-SO42-濃度顯著增大。
　　 (7)降水和大風的天氣條件對氣溶膠中顆粒物有很強的沖刷和攪混作用，會大大稀釋含硫氣溶膠的濃度。
　　 第7章對城市大氣生物氣溶膠進行了初步調查。大氣顆粒物中的生

7、物成分會對人體健康產生重要影響，造成過敏性疾病和呼吸系統(tǒng)的問題。大氣中總蛋白的含量常被作為生物氣溶膠的廣義指標。本論文采集了合肥地區(qū)PM10氣溶膠樣品，分析其中的總蛋白的含量，結合金屬元素、水溶性離子的濃度以及氣象條件，討論蛋白氣溶膠的濃度變化特征及影響因素。
　　 合肥地區(qū)PM10氣溶膠中總蛋白的含量為2.08-36.71μgm-3，平均濃度為11.42μg m-3。研究發(fā)現(xiàn)：(1)氣溶膠總蛋白的含量和大氣污染指數(shù)(API)以