【宁夏大学新闻中心讯 生态环境学院】近日,《宁夏大学学报(自然科学版中英文)》青年编委、宁夏大学生态环境学院施光耀副教授围绕干旱区城市大气环境污染形成机制、健康风险及协同治理等前沿问题,2026年1-3月,连续在国际高水平期刊Urban Climate、Journal of Hazardous Materials和Transportation Research Part D 发表3篇学术论文。系列研究依托宁夏银川城市生态系统定位站,立足宁夏银川典型干旱区城市生态环境特征,聚焦交通活动、沙尘天气与城市大气复合污染之间的耦合关系,系统揭示了臭氧(O?)、细颗粒物(PM2.5)和挥发性有机物(VOCs)在干旱环境中的关键驱动机制,为干旱区城市空气污染精准防控和健康风险管理提供了重要科学支撑。
01揭示干旱区城市交通活动与臭氧污染的阈值效应

在发表于《Urban Climate》的论文中,研究团队基于银川市主干道旁路侧高时间分辨率观测数据,结合随机森林与SHAP可解释机器学习方法,系统揭示了交通流、气象因子与臭氧污染之间的非线性关系。
研究发现,银川城市道路交通呈现明显的工作日“双峰”通勤特征,臭氧浓度则在午后达到峰值;气温和NO是影响臭氧变化的主导因子,其中当气温超过24.9℃、交通流量超过386辆/小时后,臭氧浓度会快速升高,而相对湿度高于52%则对臭氧形成具有明显抑制作用。该研究进一步表明,在高温、低湿的干旱气候背景下,交通排放对臭氧污染具有显著放大效应,为干旱区城市臭氧污染时空精准管控提供了新的理论依据。

02阐明沙尘天气下城市VOCs暴露与健康风险重构机制

发表于Journal of Hazardous Materials 的论文中,研究团队以银川一次典型沙尘天气过程为对象,综合运用高时间分辨率VOCs观测、USEPA吸入暴露风险评估和随机森林模型,系统分析了沙尘天气对城市VOCs暴露及健康风险结构的重塑效应。
研究发现,沙尘天气虽然显著降低了总VOCs浓度,但PM2.5浓度明显升高,且健康风险并未同步下降;相反,高毒性的含氧挥发性有机物和卤代烃类物质在致癌和非致癌风险中占主导地位。研究还指出,气压是驱动沙尘天气下VOCs相关健康风险变化的关键气象因子。该成果突破了“沙尘天气仅仅降低空气污染”的传统认识,强调了极端天气下复合暴露风险与敏感人群差异化防护的重要性。

03解析干旱区城市交通活动与PM2.5污染耦合机制

在发表于 Transportation Research Part D 的论文中,研究团队围绕干旱区城市交通活动与PM2.5污染之间的耦合机制开展研究。通过整合交通流、气象条件和多污染物同步监测数据,研究发现银川路侧PM2.5、黑碳和二氧化氮在夜间及清晨浓度较高,表现出显著的交通排放影响特征。
研究发现,黑碳、NO?和相对湿度是驱动PM2.5变化的关键因子,在高湿、低风速等不利扩散条件下,PM2.5污染风险更高;同时,黑碳与相对湿度、黑碳与NO?之间存在明显增强的交互作用。该研究为干旱区城市交通污染源识别、PM2.5协同治理及智慧交通调控提供了重要参考,也进一步完善了团队在干旱区城市复合污染过程研究中的学术布局。

系列论文从臭氧形成、颗粒物累积到沙尘天气下VOCs健康风险重构,围绕干旱区城市大气复合污染这一核心科学问题,构建了“交通活动-气象条件-污染形成-健康效应-精准治理”的系统研究框架,体现了研究团队在生态环境交叉研究领域持续深入的探索,也彰显了宁夏大学生态环境学院在服务区域生态文明建设和黄河流域生态保护中的科研担当。
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/oaItvImRI2nXiY9C9TdmOQ?poc_token=HC0buWmjBWesjxc7zmXuQEWYoGF87mfPdD0TxtHW
(编辑:杨雯)