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Modeling aement of atmospheric mercury pollution in China 主讲人：Jerry Lin 教授 时间： 2008年 10月16日

林哲仁教授已经在大气汞化学和模型模拟领域从事科研工作超过15年，其对目前国际主流大气汞污染模型模拟的化学反应机理及数学建模做出了突出贡献，主要取得了以下的科研成就：（1）提出了发生在大气中以及大气液滴（云、雨水等）中主要的汞反应机制；（2）确定了发生在气相和液相过程中的大气汞反应动力学参数；（3）开发了估算汞的化学循环及汞在大气中传输和沉降数量的先进数学模型。

汞之所以成为全球性备受关注的主要环境问题之一，主要是由于它的有毒特性，特别是以甲基化的形式存在时毒性更强。近年来，林哲仁教授在以下三个方面的科研工作中取得了业界公认的突出成就：（1）全球模式下大气环境中汞的远距离输送数值模拟及影响估算；（2）综合性大气汞模型在预测美国大气汞的浓度、输送和沉降上的不确定性分析；（3）利用先进的数值模型估算从东亚地区包括中国流出的大气汞的数量及其影响评估。

美国环保署（USEPA）和世界卫生组织（WHO）均将汞列为具有持久性和生物蓄积性的全球性污染物。自人们食用淡水和海水中的鱼造成的甲基汞中毒事件之后，汞污染问题开始引起人们的关注。大气中的汞污染主要由人为和自然二大因素的排放造成。自工业革命以来，与自然排放相比，人为汞排放急剧增长。

大气中的汞主要以三种存在形式：气态单质汞（GEM）、活性气态汞（RGM）和颗粒态汞（PHg）。GEM在大气中的停留时间长达0.5-2年，可以进行远距离传输。RGM和PHg在大气中停留时间比较短，容易通过干湿沉降返回到地面。最近，极昼时期气态汞的快速沉降现象也使人们逐渐开始警惕南北两极地区的汞污染问题。

据美国环保署估算大约有50-70%的人为汞排放来源于化石燃料的燃烧，其中大部分来自中国、印度及其它亚洲国家。中纬度地区的极地西风带可以将东亚地区的汞输送到北美，并在不同地区沉降，从而加重了北美的汞污染。在美国的东西海岸均检测到源自中国、通过空气传播的化学物质和微粒，有关人士曾在北京向中国卫生官员表示：“污染，尤其是汞污染，是没有国界的”。

大气汞污染模型可以对大气中汞的产生、传输和沉降进行时、空连续的动态模拟，其模拟范围可以从中、小区域尺度扩展到全球尺度。因此，在排放源清单可靠的前提下，一个成熟的大气汞污染模型（如：CMAQ-Hg Ver.4.6）能在不同的尺度清晰地解释“汞污染从哪里来，将会去到哪里，在不同地点的污染状况如何”，从而为大气汞污染控制策略的制定提供评估工具和数据支持。然而，由于不能充分理解汞在大气中的反应机理以及在模拟过程中各种参数设定的变化，大气汞模型模拟的结果往往存在较大的不确定性。

目前中国在汞的长程输送方面的研究尚属空白，尽管目前已有不少研究指出中国输送到别国的汞量很大。因此，为科学地了解中国的汞是如何影响到其它国家或地区汞的浓度及其跨区域沉降的问题，有必要对中国区域汞的排放、传输、转化和沉降过程进行系统研究。

从讲座的内容来看，近年来，林哲仁教授带领其科研团队对大气汞模型中的科学机理进行了评估，对模拟结果的不确定性原因进行了全面分析。其研究结果表明汞模型不确定性的影响因素主要有：气相化学，水相化学、水相汞种类、水相吸附、干沉降、湿沉降、初始和边界条件、排放源清单的建立及区域网格分辨率。上述研究成果对减少汞模型模拟结果的不确定性，以及大气汞模型科学机理的进一步发展和完善具有较大的科学意义。

林哲仁教授带领其团队，采用当前美国最新的大气汞模型（CMAQ-Hg）模拟技术，并结合中国的实际情况将模型进行适当修正后应用于中国大气汞污染的相关研究中，对中国区大气汞污染进行了模拟，模拟结果能较好反应中国的观测结果。我们可以清楚地知道中国汞污染状况以及存在汞污染问题的热点区域，明确地回答观众所期望了解的“汞污染从哪里来，将会去到哪里，在不同地点的污染状况如何”实际问题。

环境科学与工程学院

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