应用稳定同位素技术量化机动车尾气对城市大气氨排放的贡献

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41705100
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0511.大气数值模式发展
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Ammonia is the most abundant alkali gases in atmosphere, contributing to approximately 50% of PM2.5 mass concentrations after emitted and transformed to ammonium base salts. Most of ammonia emitted from agricultural production activities, while in urban areas with intensive traffic network, vehicle exhausts have been proved as an important emission source of ammonia. The efforts of differentiating the contribution of on-road traffic from various other ammonia sources to the ambient ammonia could greatly boost an accurate assessment of traffic-related ammonia emissions to air pollution in the urban atmospheres. To this end, here we will choose Nanjing and Shanghai, two typical megacities in the Yangtze River delta region of China, as our study area, and using stable isotope as a tool to elucidate the contribution of vehicular ammonia emissions based on the fact that different ammonia sources have different nitrogen isotope signatures. More specifically, we will first measure the concentration levels and nitrogen isotope values of ammonia emitted directly from diverse types of vehicles. Then a comprehensive isotopic source signatures of ammonia can be established after comprising our previous research results. The second step would be the networking monitoring of ambient ammonia in the city of Nanjing and Shanghai. The ammonia concentrations and nitrogen isotope values of all collected samples will be determined. Lastly, a Bayesian isotopic mixing model SIAR will be used to quantify the relative contribution of vehicular emissions to the ambient ammonia of the urban atmospheres. Moreover, a cross checking and inter-comparison of data derived from our individual vehicle emission test and previous Shanghai tunnel traffic test will be performed to constrain the vehicular ammonia emission amount in urban areas. This study can be expected to provide solid scientific supports for the source apportionment of ammonia in the urban atmospheres, and the implementation of vehicular ammonia emission reductions in the future.
氨气是大气中含量最丰富的碱性气体,排放后形成的各种铵盐约占PM2.5质量浓度的50%。农业生产活动是农村氨排放的主要来源,但在交通路网密集的城市,机动车尾气是城市大气环境氨的重要来源。区分机动车尾气与其它氨排放源对城市大气氨的贡献,有助于准确评估机动车氨排放对城市空气污染的影响。本项目拟以长三角典型城市南京和上海为研究区域,通过网络布点采集城市环境大气氨样品以分析其氮同位素值,并根据不同的氨排放源所释放的氨具有不同氮同位素值的特点,确定机动车直接排放的氨的氮同位素特征值,运用贝叶斯同位素混合模型解析机动车氨排放对沪宁城市大气环境氨的相对贡献。此外还将个体车辆的氨排放测试结果与前期获取的机动车隧道实验结果相比对,进而估算城市机动车的实际氨排放量。本项目的实施将明确回答机动车尾气对城市大气环境氨的贡献,并为我国开展更广范围的大气氨的源解析和推行涵盖机动车在内的氨减排计划提供科学依据。

结项摘要

以氮氧化物、二氧化硫和氨气为前体物所形成的铵盐约占中国PM2.5质量浓度的一半甚至更高。以往关于氨排放的研究多聚焦于农业源(主要是畜禽养殖和氮肥施用),然而机动车氨排放可能是城市大气氨的重要来源。鉴于此,本研究选择我国长三角典型城市上海和南京,通过室内实验和外场观测相结合的手段,运用氮同位素的方法对机动车氨排放的贡献进行了准确定量。取得的成果如下:1.展开了系统的氨监测仪器比对,确定了理性机型;2.确定机动车的氨平均排放因子为28±5 mg km-1;3.构建了基于不同工况的机动车氨氮同位素源谱;4.厘清了机动车大气氨排放的时空扩散规律;5.提出并实践了城市环境氨的综合溯源方案。项目共发表了高水平国际期刊论文7篇(其中6篇为大气与环境领域Top杂志),中文3篇。研究结果为我国开展城市大气氨的源解析、评估机动车氨排放对二次气溶胶的影响及有效实施机动车的氨减排提供了科学依据,已得到了环保单位的应用和认可。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ammonia Emissions from Mudflats of River, Lake, and Sea
河流、湖泊和海洋泥滩的氨排放
  • DOI:
    10.1021/acsearthspacechem.0c00017
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Earth and Space Chemistry
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chang Yunhua;Clarisse Lieven;Van Damme Martin;Tao Ye;Zou Zhong;Dore Anthony J.;Collett Jeffrey L. Jr.
  • 通讯作者:
    Collett Jeffrey L. Jr.
上海城乡细颗粒物中碳质,无机和重金属的全组分特征及来源分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈耿;常运华;曹芳;邹忠;谢峰;刘子贺;王谦;章炎麟
  • 通讯作者:
    章炎麟
First long-term and near real-time measurement of trace elements in China's urban atmosphere: temporal variability, source apportionment and precipitation effect
中国城市大气中微量元素的首次长期近实时测量:时间变化、来源解析和降水效应
  • DOI:
    10.5194/acp-18-11793-2018
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Atmospheric Chemistry and Physics
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Chang Yunhua;Huang Kan;Xie Mingjie;Deng Congrui;Zou Zhong;Liu Shoudong;Zhang Yanlin
  • 通讯作者:
    Zhang Yanlin
Assessing Contributions of Agricultural and Nonagricultural Emissions to Atmospheric Ammonia in a Chinese Megacity
评估中国大城市农业和非农业排放对大气氨的贡献
  • DOI:
    10.1021/acs.est.8b05984
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Chang Yunhua;Zou Zhong;Zhang Yanlin;Deng Congrui;Hu Jianlin;Shi Zhihao;Dore Anthony J;Collett Jeffrey L Jr
  • 通讯作者:
    Collett Jeffrey L Jr
南京城市大气氨-铵的高频演化及其气粒转化机制
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201904050
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵生成;常运华;曹芳;林煜棋;范美益;谢锋;洪一航;章炎麟
  • 通讯作者:
    章炎麟

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其他文献

南京城市大气氨-铵的高频演化及其气粒转化机制
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201904050
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵生成;常运华;曹芳;林煜棋;范美益;谢锋;洪一航;章炎麟
  • 通讯作者:
    章炎麟
大气氮沉降数值模拟的演替进程与模型筛选
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    干旱区地理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    常运华;刘学军;李凯辉;吕金岭;宋韦
  • 通讯作者:
    宋韦
基于隧道PM_(2.5)取样研究南京市机动车尾气颗粒物排放特征
  • DOI:
    10.13671/j.hjkxxb.2021.0226
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何雨璇;常运华;张和艳;郭仕祥;白琰婧;高硕;郭照冰
  • 通讯作者:
    郭照冰
大气氮沉降研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    干旱区研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    常运华;刘学军;李凯辉;吕金岭;宋韦
  • 通讯作者:
    宋韦

其他文献

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常运华的其他基金

大气过程中的铵氮同位素分馏机制和环境氨的溯源应用
  • 批准号:
    41975166
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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