本文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的学术报告：
作者与机构
本研究由Yi Cui、Jiayan Wang、Jinghan Wang、Mingjie Kang和Hui Zhao共同完成。主要作者来自江苏理工学院资源与环境工程学院（School of Resources and Environmental Engineering, Jiangsu University of Technology），部分作者来自复旦大学环境科学与工程系（Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University）和南京信息工程大学生态与应用气象学院（School of Ecology and Applied Meteorology, Nanjing University of Information Science & Technology）。研究于2025年1月31日发表在期刊《Atmosphere》上，文章标题为《Quantifying the Impact of Surface Ozone on Human Health and Crop Yields in China》。
学术背景
本研究的主要科学领域为环境科学与公共健康，特别是地表臭氧（surface ozone, O₃）污染对公共健康和农作物产量的影响。近年来，随着化石燃料消耗的增加、交通扩张、快速工业化以及能源需求的增长，臭氧前体物（如氮氧化物NOₓ、挥发性有机化合物VOCs和一氧化碳CO）的排放显著增加，导致全球多地臭氧浓度升高。臭氧作为一种强氧化剂，不仅对人类健康构成威胁，还会对生态系统，特别是农作物产量产生负面影响。中国作为全球人口最多的国家和主要农作物生产国，臭氧污染对公共健康和粮食安全的威胁尤为突出。因此，本研究旨在通过全国范围内的臭氧监测数据，量化臭氧污染对公共健康和农作物产量的影响，为制定区域臭氧管理策略提供科学依据。
研究流程
本研究包括以下几个主要步骤：
数据获取与区域划分
研究使用了2019年1月1日至12月31日的全国臭氧小时浓度数据，数据来源于中国国家实时城市空气质量发布平台（National Real-time Urban Air Quality Release Platform of China）。研究覆盖了全国367个城市的1641个监测站点。选择2019年的数据是因为其未受到COVID-19疫情封锁措施的影响，能够反映正常的臭氧污染水平。研究将中国划分为九个代表性区域，包括京津冀地区（BTH）、长三角地区（YRD）、珠三角地区（PRD）、四川盆地（SB）、云贵高原（YP）、华中地区（CC）、东北地区（NEC）、西北地区（NWC）和西藏。
数据质量控制
由于仪器故障、恶劣天气、数据传输错误等原因，臭氧数据可能存在异常值和缺失值。研究采用Z-score标准化方法对数据进行质量控制，剔除异常值，并通过线性插值法填补缺失值。最终，约91%的数据被认定为有效。
健康风险评估
研究基于最大日8小时平均臭氧浓度（MDA8 O₃）与健康风险的暴露-响应关系，评估了长期臭氧暴露对全因死亡率、心血管疾病死亡率和呼吸系统疾病死亡率的影响。研究使用Turner等人提出的安全阈值（26.7 ppb）和暴露-响应系数（β值）计算了臭氧相关死亡人数。
农作物产量损失评估
研究使用累积暴露指数AOT40（Accumulated Exposure over a Threshold of 40 ppb）评估了臭氧对冬小麦和单季稻产量的影响。AOT40通过累加每小时臭氧浓度超过40 ppb的部分计算得出。研究基于不同暴露-响应函数计算了相对产量损失（RYL）和作物产量损失（CPL）。
主要结果
1. 臭氧浓度的空间分布
研究结果显示，2019年中国臭氧浓度的空间分布呈现东高西低、北高南低的特征。京津冀地区、长三角地区和华中地区的臭氧浓度最高，分别为52.3 ppb、50.3 ppb和48.8 ppb。而四川盆地、云贵高原和东北地区的臭氧浓度较低，分别为40.0 ppb、40.9 ppb和41.5 ppb。
健康影响
研究估计，2019年全国因臭氧暴露导致的全因死亡人数为175,154人，其中山东、河南和江苏的健康风险最高，全因死亡人数分别为18,926人、15,984人和14,062人。心血管疾病和呼吸系统疾病的死亡人数分别为116,614人和37,465人。
农作物产量损失
研究显示，2019年全国冬小麦和单季稻的AOT40值分别为9.30 × 10³ ppb·h和1.29 × 10⁴ ppb·h。臭氧暴露导致冬小麦和单季稻的相对产量损失分别为22.1%和9.3%，对应的产量损失分别为6,300万吨和1,400万吨。冬小麦产量损失最高的省份为河南、山东和河北，单季稻产量损失最高的省份为江苏、湖北和安徽。
结论
本研究首次在全国范围内将臭氧污染暴露与公共健康和农业风险评估相结合，揭示了臭氧污染对公共健康和粮食安全的双重威胁。研究结果表明，臭氧污染对中国东部和北部地区的健康风险和农作物产量损失尤为严重。研究强调了在人口密集和主要农作物产区实施针对性臭氧控制措施的重要性，以降低健康风险和农作物产量损失，保障生态系统健康和粮食安全。
研究亮点
1. 全国范围的臭氧污染评估
本研究首次基于全国范围内的臭氧监测数据，系统评估了臭氧污染对公共健康和农作物产量的影响，填补了该领域的研究空白。
暴露-响应关系的应用
研究采用了多种暴露-响应函数，确保了健康风险和农作物产量损失评估的准确性。
区域化管理策略的提出
研究结果为中国制定区域臭氧管理策略提供了科学依据，特别是在人口密集和主要农作物产区实施针对性控制措施。
其他价值
本研究还为未来环境健康风险评估和政策制定提供了数据支持，特别是在扩大臭氧监测网络覆盖范围和提高数据质量方面具有重要意义。此外，研究结果对全球其他面临臭氧污染问题的国家和地区也具有参考价值。
以上是对本研究的全面报告，涵盖了研究的背景、流程、结果、结论及其科学和应用价值。