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沙尘气溶胶是大气气溶胶的主要类型之一,对气候系统和生态环境都有深远影响。沙尘气溶胶可以分为自然沙尘和人为沙尘。人类活动造成的沙尘释放占总释放量的30%70%,对全球沙尘含量的贡献不容忽视。东亚地区经历了人口和工业的急剧发展,加剧的城市化及变化剧烈的土地利用,是全球人为沙尘排放量最大的地区,因而对东亚地区人为沙尘的研究具有十分重要的意义。本文利用多种资料研究东亚地区直接人为沙尘的排放特征,并基于WRF-Chem模式研究直接人为沙尘对空气质量的影响,进一步基于传统的流行病学关系方法研究了因人体暴露于直接人为沙尘PM2.5而造成的过早死亡,主要研究结果如下:(1)道路扬尘作为直接人为沙尘的主要类型之一,是指道路上的积尘在一定的风力、机动车碾压或人群活动等动力条件作用下,一次或多次扬起并混合,进入到环境空气中形成一定粒径分布的颗粒物。特别是在发展中国家的城市地区,道路扬尘PM2.5排放对空气质量和公众健康有着严重的威胁。道路扬尘PM2.5排放在之前的研究中被忽视或极大的低估,导致了模拟颗粒物浓度并估计他们健康影响的不确定性。本文构建了兰州城区2017年高分辨率(500 m×500 m)的道路扬尘PM2.5排放清单,研究了道路扬尘PM2.5排放的在不同城市职能区的时空分布特征,并进一步估计了道路扬尘的健康效应。2017年兰州城区道路扬尘排放为1141±71 kg d-1,占总PM2.5排放的24.6%。排放通量超过3×104μg m-22 d-1的高值主要集中在粒径较小、车流量较大及建筑施工频繁的区域。2017年兰州城区道路扬尘PM2.5导致的过早死亡人数达234.5人。在很多发展中国家的城市地区,减少道路扬尘排放是一个保护公众健康的重要措施。(2)利用了地表类型数据、人口、GDP数据集、人类足迹数据,全球荒漠化脆弱性指数数据以及降水数据,构建了适用于东亚地区的直接人为沙尘PM2.5的排放方案并研究了不同城市化程度地区的人为活动特征和直接人为沙尘PM2.5的排放特征。东亚地区的直接人为沙尘PM2.5月平均排放通量为72834.4 g km-2month-1,月排放量达1429.09吨。高值区集中在中国京津冀,印度,巴基斯坦以及孟加拉国地区。直接人为沙尘PM2.5月平均排放量在各城市化水平地区的平均数值从大到小依次为:城市化后期地区的平均排放通量高达187.9 kg km-2month-1,总排放量为72.9 ton month-1。城市化中期地区的平均排放通量为155.6 kg km-22 month-1,排放量达224.1 ton month-1。直接人为沙尘PM2.5排放在夏季最小,冬季最高,差异最大的地区在印度和孟加拉国地区,冬夏的排放差异可达60 kg km-22 month-1。直接人为沙尘PM2.5排放对总PM2.5排放的贡献不容忽视,在新德里和北京地区,直接人为沙尘的在PM2.5的排放占比分别为28.0%和23.1%,是仅次于能源消耗和居民的日常及商业活动所产生的排放的第三大排放源。(3)使用WRF-Chem模式模拟了2014年东亚地区人为沙尘PM2.5的分布特征,结合多种观测资料对模拟结果进行了验证,进一步结合干旱指数,研究了不同气候区的人为沙尘对空气质量及健康的影响。考虑了人为沙尘的WRF-Chem模式能够更好的体现模拟时段AOD和PM2.5的水平分布特点和季节特征,有效的改善了在印度和中国东部的模拟结果。人为沙尘AOD在印度地区、京津冀地区和四川盆地地区分别为0.2,0.15和0.1。人为沙尘AOD从极端干旱区至湿润区呈现出逐步升高的特征。人为沙尘PM2.5的区域平均浓度在半湿润区最高达11.5μg m-3,在半干旱区,湿润区和干旱区的浓度也都在8μg m-3以上。考虑到人为沙尘对颗粒物污染的贡献,人为沙尘对公众健康的影响不容忽视。东亚地区因人体暴露于人为沙尘PM2.5而造成的过早死亡人数总数达610.5×103人,高值区集中在人口密集、PM2.5浓度高的城市地区。