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(zhì)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(jié)核(CCN)而影響全球氣候變化，并對大氣化學(xué)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(diào)查研究，第一到第六章著重探討與氣候變化密切相關(guān)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(guān)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(jīng)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(jié)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(xué)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(jié)合氣團軌跡反演、源區(qū)影響因、葉綠素濃度、SO2數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)以及文獻中其它海域含硫氣溶膠

3、的數(shù)據(jù)，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(jù)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(jié)出影響海洋邊界層含硫氣溶膠的主要因素。主要結(jié)論如下：
　　 (1)中國南北極和近?？茖W(xué)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(jié)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(chǎn)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(yuǎn)洋海域濃度很低，且和MSA存在正相關(guān)的關(guān)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(nèi)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(chǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)致北冰洋海域Nss-SO42-濃度顯著增大。
　　 (7)降水和大風(fēng)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(diào)查。大氣顆粒物中的生

7、物成分會對人體健康產(chǎn)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(biāo)。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(jié)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