大氣與積雪中碳質顆粒物測量方法對比及應用.pdf

1、黑碳氣溶膠和有機碳氣溶膠能通過直接和間接效應對氣候變化產(chǎn)生影響，因此準確測量大氣以及積雪中黑碳和有機碳含量具有極其重要的科學意義?；贏E-31型黑碳儀、DRI2001A型有機碳/元素碳分析儀（熱碳儀）以及ISSW黑碳積分光譜儀，對大氣和積雪樣品中的黑碳和有機碳含量進行精確測量，并分析了黑碳積分光譜儀和有機碳/元素碳分析儀測量黑碳含量的相對誤差，通過校正兩種儀器，進一步提高兩種儀器的測量精度，從而更準確的獲取黑碳和有機碳含量，同時分析了

2、2015年夏季蘭州市大氣中以及2014年我國北方季節(jié)性積雪中黑碳和有機碳含量與來源。主要結論如下：
　　（1）通過分析實驗室標準濾膜，發(fā)現(xiàn)ISSW黑碳積分光譜儀測量樣品穩(wěn)定性較好，精度更高；熱碳儀IMPROVE_A與Two-step兩種方法的測量結果差異小，穩(wěn)定性好，但測量結果明顯小于實際值。
　　（2）使用ISSW黑碳積分光譜儀（聚碳酸酯濾膜采樣）、熱碳儀（石英濾膜采樣）和AE-31黑碳儀同時對蘭州市夏季大氣進行采樣分析。

3、對比三種儀器的測量結果顯示，ISSW黑碳積分光譜儀穩(wěn)定性較高，適用于大氣樣品的測量。而熱碳儀的兩種分析方法中，Two-step方法顯示出較大的波動性與偏差，相對而言，IMPROVE_A方法更加適用于大氣樣品的測量，但是由于石英濾膜孔徑較大，采樣效率較低，所以相對黑碳積分光譜儀，熱碳儀測量結果會明顯偏低。
　?。?）目前，黑碳積分光譜儀已被廣泛應用到大氣及積雪樣品中的黑碳含量的測量，其測量精度較高，同時可以借助電感耦合等離子體質譜儀

4、（ICP-MS）測量積雪中的鐵元素含量并進而反演有機碳含量。而熱碳儀的IMPROVE_A方法在測量積雪樣品時，出現(xiàn)了負值，測量誤差較大，Two-step方法測量穩(wěn)定，其結果與黑碳積分光譜儀測量結果擬合較好，所以認為黑碳積分光譜儀和熱碳儀Two-step方法可以應用于積雪樣品測量，而IMPROVE_A方法不適用。
　?。?）蘭州市夏季8月份大氣中有機碳和元素碳含量較低，黑碳氣溶膠夜間的含量高于白天且變化幅度大，呈現(xiàn)明顯的波動上升趨勢

5、。有機碳平均質量濃度白天高于夜間，元素碳平均質量濃度白天低于夜間。蘭州市夏季尤其是白天二次有機碳含量較高，二次源為白天有機碳主要來源，一次源為夜間有機碳主要來源。將元素碳分為低溫燃燒時生成的焦碳char（char=EC1-OPC）和高溫燃燒時生成的煙炱soot（soot=EC2+EC3），通過分析char和soot日夜變化趨勢，發(fā)現(xiàn)夏季日夜主要污染源均是機動車尾氣，但夜間生物質燃燒和煤炭燃燒污染較白天有所增加，且明顯呈現(xiàn)上升趨勢。

6、>　?。?）通過對2014年我國北方季節(jié)性積雪14個采樣點樣品分析，將采樣點分為四個區(qū)域。其中區(qū)域一（采樣點90）和區(qū)域四（采樣點103）有機碳含量明顯高于黑碳和鐵元素含量，黑碳和有機碳對于光吸收起到重要作用，其污染源主要來自于生物質燃燒。而區(qū)域二（采樣點91-97）內黑碳、有機碳和鐵元素含量均較低，對光吸收均起到重要作用，其污染源主要是燃煤。本次采樣污染最嚴重的是區(qū)域四（采樣點98-102），屬于東北重工業(yè)區(qū)，黑碳含量最高，污染嚴重，