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“大气二次污染形成的化学过程及其健康影响”重大项目指南

时间:2011-07-30 22:20:40  来源:  作者:

  人类活动和自然排放的大气污染物(一次污染物)通过大气光化学和自由基反应及颗粒物表面多相反应生成气态和颗粒态二次污染物,包括以臭氧为代表的光化学氧化剂,以及硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机物等大气二次颗粒物组分,由此形成大气二次污染。作为光化学烟雾、灰霾、酸雨等大气污染的主要化学组分,大气二次污染物对人体健康、能见度、气候变化和生态系统有着重要的影响。

  大气二次污染物在大气中通过光化学反应、自由基反应及颗粒物表面多相反应生成,这些反应在大气中构成复杂的非线性化学过程,其环境影响和控制原理与一次污染有很大的差异。

  研究大气二次污染形成的化学过程及其环境影响需要解决的重大科学问题包括:

  1.OH自由基等大气氧化性物种的生成、循环和去除机制;

  2.大气氧化性与颗粒表面多相化学反应在二次颗粒物生成中的作用;

  3.大气二次污染物对人体健康影响的作用机理。

  一、科学目标

  以大气臭氧和二次颗粒物为重点研究对象,通过外场观测、实验室过程模拟实验和数值模型模拟计算,在城市和区域尺度研究大气二次污染形成的化学过程,在分子、细胞水平研究大气二次污染对人体健康影响的毒性效应,通过揭示大气氧化性物种的源汇机制、阐明二次颗粒物的生成与界面过程、解析二次污染物的人体暴露和健康影响机理,完善大气复合污染化学的理论体系,强化环境化学与大气科学、生命科学的学科交叉与融合,为国家制定大气污染的环境政策提供关键科学依据。

  二、研究内容

  1.复合污染条件下自由基化学的特征及新粒子形成

  研发大气HOx自由基及相关物种在线测量技术,开展可控条件下的烟雾箱模拟实验,结合数值模型开展大气氧化性物种的外场闭合观测实验,研究复合污染大气条件下HOx化学与主要物种的收支及大气氧化能力,揭示新粒子生成的主要前体物及其生成机制、我国典型区域主要大气氧化剂的生成与去除过程。

  2.大气二次颗粒物的化学组分特征及形成机制

  开展定点连续观测和外场加强观测实验,从有机碳及元素碳、水溶性有机组分、非水溶性有机组分三个层面拓宽碳质组分成分识别范围,量化主要前体物对二次颗粒物形成的贡献,分析不同前体物对二次颗粒物组成的影响,解析二次颗粒物形成机制。

  3.大气颗粒物界面过程与二次物种的形成

  基于实验室过程模拟研究,测定典型污染物的气相与固体颗粒、液滴间分配动力学参数,识别气-液膜-固体界面的化学反应过程中生成的二次物种和关键化学成分,揭示大气颗粒物气-液-固界面转化反应机理,建立大气环境条件下气-液膜-固分配模型。

  4.二次颗粒物和臭氧的环境暴露和健康效应

  开展细胞和控制暴露实验,测量细胞内氧化性物质,在分子水平阐明二次颗粒物组份如醌类等引发的氧化应激和细胞损伤机理;结合观测和数值模型,计算城市和区域大气二次污染物的高分辨时空分布及人群暴露水平,测量研究对象的健康效应生物标志物,揭示大气臭氧和二次颗粒物健康效应机理及协同作用。

  三、资助期限 5年 (2012年1月至2016年12月)

  四、资助经费 1500万元

  五、申请注意事项

  1.申请书的资助类别选择“重大项目”,亚类说明选择“项目申请书”或“课题申请书”,附注说明选择“大气二次污染形成的化学过程及其健康影响”(以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理)。

  2.“项目申请书”中的“主要参与者”只填写各课题“申请人”相关信息;“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“项目申请人”所属依托单位公章,“合作研究单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章。

  3.“课题申请书”中的“主要参与者”包括课题所有主要成员相关信息;“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章,“合作研究单位公章”盖合作研究单位的法人单位公章。

  4.“项目申请书”和“课题申请书”应当通过各自的依托单位提交。

  5.重大项目只接受整体申请,要分别撰写项目申请书和课题申请书,不接受仅针对项目指南中某一部分研究内容或一个课题的申请。项目整体申请课题设置不超过5个。每一个课题一般由1个单位承担,最多不超过2个,项目承担单位数合计不超过5个。项目主持人必须是其中1个课题的负责人。

  6.本项目由化学科学部、地球科学部和生命科学部联合提出,由化学科学部负责受理。
 

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