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“中国大气复合污染的成因、健康影响与应对机制”联合重大研究计划2016年度项目指南

日期 2016-07-06   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

  “中国大气复合污染成因、健康影响与应对机制”联合重大研究计划包括两部分内容:“中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究”和“大气细颗粒物的毒理与健康效应”。

第一部分 中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究

  中国大气污染成因复杂,是环境领域的国际前沿科学问题。大气复合污染来自于多种污染源排放的气态和颗粒态一次污染物,以及经系列的物理、化学过程形成的二次细颗粒物和臭氧等二次污染物。这些污染物与天气、气候系统相互作用和影响,形成高浓度的污染,并在大范围的区域间相互输送与反应。大气复合污染应对机制研究是我国社会、经济发展的重大战略需求,治理大气复合污染的创新思想来源于对大气物理、化学过程的深入认识,揭示大气复合污染的成因、发展应对机制需要多学科交叉、联合攻关。

  一、科学目标

  围绕大气复合污染形成的物理与化学过程与控制技术原理的重大科学问题,揭示形成大气复合污染的关键化学过程和关键大气物理过程,阐明大气复合污染的成因,建立大气复合污染成因的理论体系,发展大气复合污染探测、来源解析、决策系统分析的新原理与新方法,提出控制我国大气复合污染的创新性思路。

  二、核心科学问题

  核心科学问题是:“大气复合污染形成的物理和化学过程及控制的关键技术原理与应对机制”,将围绕以下三个关键科学问题组织实施。

  (一)大气氧化性与大气复合污染生成的关键化学过程;

  (二)大气多尺度物理过程与大气复合污染的相互作用;

  (三)大气复合污染的关键控制技术原理与应对机制。

  三、2016年度拟重点资助的研究方向和项目布局

  (一)大气复合污染的来源识别技术原理与应对机制。

  大气复合污染的应对机制研究依赖于准确的源排放资料。针对我国大气污染源排放已做了大量的研究,但缺乏对已有源清单的质量和不确定性的系统综合分析,一些关键源(如氨、生物质燃烧、非道路机动车排放、人为矿物颗粒物)的清单还很不全面、不确定性还很高,有关中国大气污染源清单的研究还较分散、缺乏系统性的集成与校验。此外,大气复合污染来源复杂且处于快速变化中,为此需要综合利用高分辨率源清单、离线和在线大气化学优化测量手段及空气质量模型发展高时间分辨率的源解析原理与方法;以及发展源类快速判别和动态定量的前沿方法,建立多种源解析方法综合校验体系。

  2016年拟通过2-3个培育项目、1个重点支持项目分别优先支持华北和长三角地区氨、生物质燃烧、非道路机动车排放、人为矿物颗粒物的源清单建立与校验;通过1个重点支持项目优先支持中国大气污染源清单的集成及与多种技术结合的综合校验;通过1个重点支持项目优先支持高时间分辨率大气污染物在线测量与在线源解析技术,实现污染源快速识别、动态定量与综合校验;通过1个重点支持项目优先支持基于海量观测数据融合和云计算的大气复合污染预报模型,发展大气污染资料同化方法,研究区域大气污染预报原理和集合预报新方法。

  (二)大气复合污染生成的关键化学过程。

  大气氧化性与自由基化学:大气氧化性决定了大气中主要污染物的生成和去除,是大气复合污染形成的核心。大气氧化性主要由对流层中大气自由基化学决定,揭示大气自由基化学是大气氧化性研究和大气污染成因研究的核心挑战。

  新粒子生成与颗粒物演变机制:目前对大气气态前体物如何通过气粒转化形成二次颗粒物,尤其对二次有机气溶胶形成机制认识还很不清楚。新粒子生成与颗粒物演变机制是大气复合污染形成机理的重要前沿基础和挑战性科学问题。

  大气颗粒物表/界面的多相反应机制:在中国目前的大范围大气细颗粒物污染严重超标时,大气颗粒物的多相反应机制可能起着关键的作用,但目前对这一类反应及其在灰霾形成中的作用机制了解非常有限。

  2016年拟通过1个培育项目、1个重点支持项目优先资助大气自由基在局地与区域尺度上的收支分析及循环机制;通过1-2个培育项目、1个重点支持项目优先资助大气纳米颗粒物化学组分测量原理与技术及大气新粒子化学组成;通过1-2个重点支持项目优先资助支持表界面二次气溶胶形成机制、液相反应二次气溶胶形成机制方面的研究;通过1个重点项目优先资助不同来源颗粒物及其混合状态下的表面、内层结构特征;通过1-2个培育项目、1-2个重点项目优先资助重污染期间二次硫酸盐均相和非均相化学过程的定量识别、大气化学新机制及区域大气复合污染的形成规律大气复合污染形成的详尽化学机理及优化机制。

  (三)大气物理过程与大气复合污染的生成。

  大气物理过程与大气复合污染的相互影响机制:大气物理过程在多种尺度上决定着大气复合污染的生成,控制着大气污染的积累、输送和地-气交换。而大气污染物也通过影响光学-辐射特性、参与云雾形成影响大气物理过程。

  大气重污染过程与边界层结构变化:大气复合污染的形成与大气边界层结构密切相关。在重污染形成过程中,尤其需要研究大气边界层的特征及其与大气污染物的相互作用机制,边界层结构变化对污染物积累、重污染事件形成的贡献。

  气候变化与我国大气复合污染的联系:大气复合污染与气候变化间存在着复杂的联系。为把握大气复合污染的长期变化,科学认识大气复合污染长期变化中的天气气候因素和污染排放因素的相对贡献,需要深入研究各种形成大气复合污染的大气成分长期变化、导致大气复合污染的气象条件的长期变化规律,揭示其与气候变化的相互作用过程与机制。

  2016年拟通过2-3个重点支持项目优先资助大气物理过程与大气污染物的输送、化学转化及清除的相互作用机制,大气污染物与云及辐射的相互作用,小尺度动力过程的次网格效应;2-3个重点项目优先资助气候变化对我国大范围大气复合污染的形成和长期变化的影响机制、大气污染物对气候的影响;1-2个培育项目、1-2个重点支持项目优先资助重污染条件下二次气溶胶机制及模拟、云雾生消关键物理化学过程的模拟与参数化、大气污染干湿沉降机制与参数化。

  以上项目将优先资助覆盖主要重污染区(包括华北、长三角、珠三角、四川盆地、东北等)的观测、诊断和模拟研究,尤其关注空气污染与气候的相互作用。

  与研究方向(三)大气物理过程与大气复合污染的生成有关的申请项目,应该考虑和设计对大气物理过程与大气化学过程耦合对大气复合污染形成的作用机制,项目遴选将优先考虑充分体现大气物理和大气化学过程耦合过程研究内容的申请项目。

  (四)大气复合污染成因与控制的科普项目。

  2016年拟以“培育项目”的方式资助科普项目1项,要求以一流的媒体制作水平对本重大研究计划实施过程中的重要科学发现给予追踪科普报道。

  四、遴选项目的基本原则

  主要资助“重点支持项目”,同时支持少量“培育项目”和“集成项目”。对于有很好的创新学术思想和研究价值,有良好的研究基础和成果积累,且对重大研究计划总体目标有较大贡献的申请项目,将以“重点支持项目”予以资助;本部分将以“项目群”的方式资助针对重点地区(尤其是华北和长三角地区)和集中科学问题的研究。对于有较好创新学术思路和研究价值,研究区域在华北、长三角以外且有地域特色的申请项目,将主要以“培育项目”方式予以资助。本部分在后期将主要以“集成项目”的方式,资助对实现重大研究计划总体目标有决定作用,能实现本部分资助的观测实验和数值模拟的集成,对大气污染治理决策起到科学支撑作用的研究。

  申请书选题应符合本重大研究计划的实施原则,解决与计划总体目标紧密相关的关键科学问题,突破理论与技术方法瓶颈。项目申请书应瞄准重大研究计划的核心科学问题,突出有限目标,强调原创性与前沿基础科学问题的研究,论述对实现重大研究计划总体目标的贡献,以及与其他已获得资助的相关项目或项目群之间的关系。不符合《指南》的申请将不予受理。

  五、2016年度资助计划

  2016年度计划资助直接费用5500万元,拟资助重点支持项目15-20个,直接费用的平均资助强度300万元/项,资助期限为4年,申请书中的研究期限应填写“2017年1月1日-2020年12月31日”;拟资助培育项目5-10个,直接费用的平均资助强度100万元/项,资助期限为3年,申请书中的研究期限应填写“2017年1月1日-2019年12月31日” 。

第二部分 大气细颗粒物的毒理与健康效应

  近年来在我国频发的大气雾霾现象涉及区域广、强度高、持续时间长。我国大气细颗粒物来源与成因的复杂性导致了其毒性组分和致毒机制的不确定性。结合我国大气雾霾的特点,开展大气细颗粒物的毒理机制与健康危害研究,将促进我国环境污染与健康领域研究的跨越发展,满足保护环境,改善民生的重大战略需求。本重大研究计划拟组织化学、环境、毒理学、生命、医学等多学科领域专家进行系统的基础研究和合作攻关,通过理论与方法学创新,在探明细颗粒物关键致毒组分与毒性机理的基础上,研究其生物效应和与疾病危害相关的影响机制。

  一、科学目标

  围绕大气细颗粒物毒理机制与健康危害的重大科学问题,解析雾霾关键毒性成分及其来源和暴露途径;提出并建立个体水平和人群水平暴露评估的方法,阐明我国雾霾高发地区大气细颗粒物污染的暴露特征;寻找并利用代谢组、遗传和表观遗传生物标志物,解析细颗粒物对关键信号路径的扰动作用,诠释我国特征大气细颗粒物毒性组分的生物学效应和毒理学机制;揭示大气细颗粒物可能诱发的机体应答与机体损伤作用机理,阐明大气细颗粒物污染与相关疾病的联系及其可能的影响机制。

  二、核心科学问题

  核心科学问题是“大气细颗粒物的毒性组分、毒理机制与健康危害”。将围绕以下三个关键科学问题展开。

  (一)典型区域大气细颗粒物的毒性组分及暴露研究方法学;

  (二)大气细颗粒物毒性组分的生物学效应与毒理学机制;

  (三)大气细颗粒物的健康危害效应。

  三、2016年度拟重点资助的研究方向

  根据2015年的受理和资助情况,确定2016年资助方向如下:

  (一)大气细颗粒物毒性组分的来源、演化与甄别。

  重点资助以组分鉴定和细胞毒性检测为前提的典型雾霾污染区域细颗粒毒性组分特征研究。鼓励开展细颗粒组分在颗粒物表面的活化和转化,支持一次细颗粒形成二次细颗粒过程中组分经化学反应转化为毒性更高物质的环境化学机制探索。

  (二)大气细颗粒物的暴露组学。

  鼓励将组学技术和系统科学思想与剂量-效应关系研究相结合,支持基于暴露组学的细颗粒物毒性组分的剂量-效应关系研究;细颗粒病原微生物等基因组学研究;大气细颗粒物个体水平暴露评价方法、设备与装置的研究,科学表征细颗粒物人体暴露在时间、方式、剂量等方面的差异。

  (三)细颗粒物组分与生物分子的交互作用及毒性机理。

  鼓励利用最新科学手段和系统生物学等方法解析潜在的机体损害机制,开展细颗粒毒性组分暴露所致机体生物大分子响应机制研究,毒性组分诱发的表观遗传改变的探索性研究。本计划同时关注细颗粒物典型组分(特别是细颗粒自身)有效形态与生物屏障通透性评价方法以及细颗粒物组分混合暴露的联合毒性机制研究。

  (四)大气细颗粒物污染人群健康危害的流行病学研究。

  支持典型区域细颗粒物污染所致健康效应的队列研究,细颗粒物污染对我国呼吸、心血管疾病等重大疾病发病和死亡的长期影响和预测研究。支持在敏感人群及特定环境暴露人群开展分子流行病学研究,雾霾爆发与特定传染性疾病的相关关系研究。鼓励已有队列研究基础(或队列研究样本)的团队申请上述项目。

  (五)大气细颗粒物毒性组分的健康危害机制。

  重点资助吸入暴露为主诱发特定机体损伤的靶器官和靶组织模型研究,鼓励细颗粒物所致靶器官和靶组织的分子致病机理研究,关注细颗粒诱发的呼吸和心血管等系统功能异常的生物学基础及其相关疾病发生发展的分子机制。

  四、遴选项目的基本原则

  本年度主要资助培育项目和重点支持项目,项目在资助强度和实现目标上有所不同。对有较好的创新学术思路和研究价值,但尚需进一步探索研究的申请项目,将以培育项目方式予以资助。对有很好的创新学术思想和研究价值,有良好的研究基础和成果积累,且对重大计划总体目标有较大贡献的申请项目,将以重点支持项目的方式予以资助。申请书选题应符合本重大研究计划的实施原则,解决与计划总体目标紧密相关的关键科学问题,突破领域方法瓶颈。申请书应瞄准本重大研究计划的核心科学问题,突出有限目标,强调原创性与前沿基础科学问题的研究,论述对实现重大研究计划总体目标的贡献,不符合《指南》的申请将不予受理。

  五、2016年度资助计划

  2016年度计划资助直接费用3800万元。拟资助培育项目约15项,直接费用的平均资助强度90万元/项,资助期限3年,申请书中的研究期限应填写“2017年1月1日-2019年12月31日”;拟资助重点支持项目约8项,直接费用的平均资助强度300万元/项,资助期限为4年,申请书中的研究期限应填写“2017年1月1日-2020年12月31日”

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