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毕军教授课题组在我国长时间序列PM2.5暴露研究方向取得进展

       近日,国际上环境学科领域的权威期刊Environmental Science & Technology在线发表了我院毕军教授课题组在我国长时间序列PM2.5暴露研究方面的研究进展,该研究论文题目为“Visibility-based PM2.5 concentrations in China: 1957-1964 and 1973-2014”(DOI: 10.1021/acs.est.7b03468)。
       我国在2012年底才初步建成了PM2.5地面监控网络,因此,2013年之前长时间大范围的PM2.5暴露数据是缺失的。相对湿度小于90%时的能见度水平是灰霾污染的重要指标,可以在一定程度反映PM2.5污染情况。由于我国自上世纪50年代以来就有长时间、大范围的能见度观测数据,这为我们开展长时间序列的PM2.5-能见度反演研究提供了可能。本研究基于2014年的PM2.5地面监测和能见度观测数据,开发了全国尺度的,能反映时空变异的PM2.5与能见度之间的混合效应模型;在此基础上,结合我国历史能见度数据,估算了我国1957-1964和1973-2014年(1965-1972年数据缺失)的PM2.5时空分布。结果表明,在模型建模年份,模型拟合和交叉验证的R2分别为0.72和0.71,表明模型过度拟合现象较轻。同时采用2004年-2013年我国台湾、香港地区,以及2013年大陆地区PM2.5监测数据对历史估算值进行了验证,结果表明,模型估算的历史PM2.5月均浓度具有较高精度(R2 = 0.71)。研究表明,早在上世纪70年代末,PM2.5污染已经成为我国较为严重的环境问题之一,华北平原部分城市PM2.5浓度甚至在上世纪60年代已经达到60-80 µg/m3。总体而言,近50年来我国PM2.5是呈现上升趋势的(0.19 µg/m3/yr, P<0.001),但在2006年之后出现了缓慢下降的趋势(-0.34 µg/m3/yr, P<0.001),这可能与我国“十一五”期间较为严格的节能减排政策有关。
       论文的第一作者为毕军教授课题组的助理研究员刘苗苗博士,通讯作者为毕军教授课题组的马宗伟副教授。该研究得到了国家重点研发计划(2016YFC0207603)、国家自然科学基金(71433007 & 41601546)和江苏省自然科学基金(BK20160624)的资助。
图1 历史PM2.5日均浓度(A)和月均浓度(B)估算值验证结果

图2 不同年代PM2.5浓度空间分布

图3 全国及重点地区PM2.5浓度历史变化趋势图

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