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沙尘传输过程中成分变化及其对人群健康和海洋生态健康的潜在影响

沙尘气溶胶,氧化潜势,铁溶解度,远距离传输,外场观测

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.15 污染物的跨圈层行为、效应与协同模拟

在沙尘远距离传输过程中，沙尘颗粒与人为污染物混合并经历大气老化，从而可改变其化学组成。然而，这些化学成分变化如何影响沙尘对城市人群的健康风险以及对海洋生态系统的营养盐（如铁）供给，仍然缺乏系统性观测证据。本研究聚焦2021年3月发生的两次东亚沙尘事件（沙尘-1和沙尘-2），在内陆站点（北京）和岛屿站点（渤海砣矶岛）开展联合观测，整合颗粒物化学成分与毒性分析，综合评估了沙尘在传输过程中氧化潜势和铁溶解度（即生物可利用性）的变化。

研究发现，沙尘-1于3月15日首次抵达北京后，在3月16日发生了回流。在沙尘-1回流期间，PM_2.5质量浓度相较于首次抵达北京时下降了79%，但单位PM_2.5质量的氧化潜势（OP_m）却增加了5.3倍，可能带来更高的人群健康风险。沙尘与人为源PM_2.5的混合是导致OP_m升高的关键因素，在回流期间，人为源PM_2.5的占比达到了34%。沙尘-1与人为污染物的混合同样显著增强了铁溶解度；但在沙尘-2由陆向海的传输过程中，二次酸性物质（尤其是草酸）的形成是导致铁溶解度升高的更为关键的因素，使得砣矶岛的大气铁溶解度较北京增加了190%。本研究为理解长距离传输沙尘如何增加氧化潜势进而影响陆地人群健康，以及如何增强铁溶解度进而影响海洋生态系统，提供了全面见解。