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大气气溶胶和雾霾新论:北京PM2.5中碳质组分的研究成果

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:诸多有关北京的大气污染研究[1-5],主要集中在颗粒物中的化学组分如元素和水溶性离子[6-12]。基于有机碳和元素碳在颗粒物中占据如此高的比例,我们在2001—2004年连续4年在北京城区和郊区采集PM 2.5样品,详细研究了其中OC和EC的时空分布特征及来源。由气溶胶样品在450和950℃下的氧化产物CO 2的量,推算出气溶胶中的含碳量,分别定义为OC和TC。

大气气溶胶和雾霾新论:北京PM2.5中碳质组分的研究成果

中国首都北京位于39°28′—41°05′N和115°25′—117°30′E之间,属于温带半干旱半湿润季风气候区,四季分明,春秋短促,冬夏较长,是典型的北方内陆城市。总面积16 808 km2,38%是平原,62%是山丘,人口大约2 170万(2017年)。它距离海洋183 km,高于海平面44 m,西北毗邻山西、内蒙古高原,南与华北大平原相接。其北部为燕山山脉的军都山,西部为太行山脉的西山,西北400 km左右是戈壁沙漠,东南部为低洼盐碱地区,东南160 km左右是渤海,西北部两山在南口关沟相交,形成一个向东南展开的半圆形大山弯,人们称之为“北京弯”。北京市处于两山脉围成的圆形山弯内,三面环山的地形非常不利于污染物的扩散。近年来,北京人口逐年增多,工业逐步发展,能源消耗量逐年增大,机动车保有量以每年15%增长,大大增加了大气污染物的排放,使北京原本就令人担忧的大气污染问题,变得更加严峻。颗粒物取代了原来的SO 2,成为北京大气污染的主要污染物。诸多有关北京的大气污染研究[1-5],主要集中在颗粒物中的化学组分如元素和水溶性离子[6-12]。近年的研究表明,碳质组分(包括有机碳和元素碳)是大气颗粒物特别是细颗粒物的主要组成之一,总碳平均占PM 2.5的20%~40%左右[13-18],在PM 10中也占20%左右[19]。基于有机碳(OC)和元素碳(EC)在颗粒物中占据如此高的比例,我们在2001—2004年连续4年在北京城区和郊区采集PM 2.5样品,详细研究了其中OC和EC的时空分布特征及来源。本研究涉及的有关采样信息,详见表33-1。采用C/H/N元素分析仪和热导检测器(thermal conductivity detector,TCD)测定OC和总碳(TC)。由气溶胶样品在450和950℃下的氧化产物CO 2的量,推算出气溶胶中的含碳量,分别定义为OC和TC。TC和OC之间的差值定义为EC,即EC=TC-OC。采样方法和化学分析方法详见第7、8、10章。(www.xing528.com)

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