大氣與積雪中碳質(zhì)顆粒物測(cè)量方法對(duì)比及應(yīng)用.pdf

1、黑碳?xì)馊苣z和有機(jī)碳?xì)馊苣z能通過直接和間接效應(yīng)對(duì)氣候變化產(chǎn)生影響，因此準(zhǔn)確測(cè)量大氣以及積雪中黑碳和有機(jī)碳含量具有極其重要的科學(xué)意義。基于AE-31型黑碳儀、DRI2001A型有機(jī)碳/元素碳分析儀（熱碳儀）以及ISSW黑碳積分光譜儀，對(duì)大氣和積雪樣品中的黑碳和有機(jī)碳含量進(jìn)行精確測(cè)量，并分析了黑碳積分光譜儀和有機(jī)碳/元素碳分析儀測(cè)量黑碳含量的相對(duì)誤差，通過校正兩種儀器，進(jìn)一步提高兩種儀器的測(cè)量精度，從而更準(zhǔn)確的獲取黑碳和有機(jī)碳含量，同時(shí)分析了

2、2015年夏季蘭州市大氣中以及2014年我國(guó)北方季節(jié)性積雪中黑碳和有機(jī)碳含量與來源。主要結(jié)論如下：
　?。?）通過分析實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)濾膜，發(fā)現(xiàn)ISSW黑碳積分光譜儀測(cè)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(cè)量結(jié)果差異小，穩(wěn)定性好，但測(cè)量結(jié)果明顯小于實(shí)際值。
　?。?）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(shí)對(duì)蘭州市夏季大氣進(jìn)行采樣分析。

3、對(duì)比三種儀器的測(cè)量結(jié)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(cè)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(dòng)性與偏差，相對(duì)而言，IMPROVE_A方法更加適用于大氣樣品的測(cè)量，但是由于石英濾膜孔徑較大，采樣效率較低，所以相對(duì)黑碳積分光譜儀，熱碳儀測(cè)量結(jié)果會(huì)明顯偏低。
　　（3）目前，黑碳積分光譜儀已被廣泛應(yīng)用到大氣及積雪樣品中的黑碳含量的測(cè)量，其測(cè)量精度較高，同時(shí)可以借助電感耦合等離子體質(zhì)譜儀

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

5、。有機(jī)碳平均質(zhì)量濃度白天高于夜間，元素碳平均質(zhì)量濃度白天低于夜間。蘭州市夏季尤其是白天二次有機(jī)碳含量較高，二次源為白天有機(jī)碳主要來源，一次源為夜間有機(jī)碳主要來源。將元素碳分為低溫燃燒時(shí)生成的焦碳char（char=EC1-OPC）和高溫燃燒時(shí)生成的煙炱soot（soot=EC2+EC3），通過分析char和soot日夜變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)夏季日夜主要污染源均是機(jī)動(dòng)車尾氣，但夜間生物質(zhì)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(shì)。

6、>　?。?）通過對(duì)2014年我國(guó)北方季節(jié)性積雪14個(gè)采樣點(diǎn)樣品分析，將采樣點(diǎn)分為四個(gè)區(qū)域。其中區(qū)域一（采樣點(diǎn)90）和區(qū)域四（采樣點(diǎn)103）有機(jī)碳含量明顯高于黑碳和鐵元素含量，黑碳和有機(jī)碳對(duì)于光吸收起到重要作用，其污染源主要來自于生物質(zhì)燃燒。而區(qū)域二（采樣點(diǎn)91-97）內(nèi)黑碳、有機(jī)碳和鐵元素含量均較低，對(duì)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(yán)重的是區(qū)域四（采樣點(diǎn)98-102），屬于東北重工業(yè)區(qū)，黑碳含量最高，污染嚴(yán)重，