華北平原典型城市和泰山的黑碳光吸收特征.pdf

1、空氣中有機(jī)物以及無機(jī)物對(duì)黑碳(BC)的外包裹可能造成黑碳的光吸收增強(qiáng)，而對(duì)該增強(qiáng)因子準(zhǔn)確的評(píng)估還存在很大的不確定性，目前并沒有直接有效的觀測(cè)方法測(cè)量該增強(qiáng)因子，因此給氣候模式預(yù)測(cè)帶來了很大誤差。
　　本實(shí)驗(yàn)使用最近建立的較完善的兩步法實(shí)驗(yàn)去除環(huán)境大氣氣溶膠樣品的外包裹物，來評(píng)估由于外包裹物引起的黑碳的光吸收增強(qiáng)效應(yīng)，即分別測(cè)試兩步法實(shí)驗(yàn)去除包裹物前后黑碳的質(zhì)量(EC)和相應(yīng)光學(xué)參數(shù)后，計(jì)算并對(duì)比處理前后的黑碳質(zhì)量吸收截面(MAC)

2、。由于各個(gè)光熱測(cè)量方法測(cè)定的黑碳質(zhì)量結(jié)果之間都存在著很大誤差性，為了評(píng)估測(cè)量本實(shí)驗(yàn)樣品黑碳質(zhì)量的最佳方法并能到相對(duì)準(zhǔn)確的EC值，因此本實(shí)驗(yàn)分別采用光熱法中的三種不同升溫法:NIOSH、EUSAAR、IMPROVE分別對(duì)兩步法處理前后的樣品進(jìn)行EC值測(cè)試，對(duì)比結(jié)果為EUSAAR方法所測(cè)得的EC值最佳，NIOSH方法由于溫度過高導(dǎo)致吸光物質(zhì)提前在無氧階段氧化釋放造成黑碳的測(cè)試濃度偏低，而IMPROVE方法由于在無氧條件下的最高溫度過低造成一

3、些有機(jī)物在該階段沒有完全氧化釋放進(jìn)入下一階段造成黑碳的濃度偏高。所以本研究使用EUSAAR方法所得EC結(jié)果進(jìn)行黑碳吸光增強(qiáng)的相關(guān)計(jì)算。
　　本研究首先分別在華北平原的典型污染城市濟(jì)南以及主要背景點(diǎn)泰山進(jìn)行PM2.5氣溶膠樣品的采集，在678nm波長(zhǎng)處使用EUSAAR方法所得結(jié)果計(jì)算兩步法處理后濟(jì)南樣品純黑碳的MAC值為3.8±0.9m2g-1，泰山樣品純黑碳MAC值為3.8±0.1m2g-1，該結(jié)果與Mie理論計(jì)算所得的純黑碳的M

4、AC值(3.94～4.80m2g-1)基本一致，而計(jì)算所得處理之前濟(jì)南以及泰山站點(diǎn)的大氣氣溶膠樣品的MAC值分別為7.4±2.6m2g-1和7.8±2.7m2g-1，都遠(yuǎn)高于相應(yīng)的處理后樣品的MAC值。兩步法處理前后所得樣品MAC的比值即為本實(shí)驗(yàn)直接觀測(cè)的黑碳的吸光增強(qiáng)因子，因此，在678nm波長(zhǎng)處測(cè)得濟(jì)南和泰山站點(diǎn)由于非吸光性物質(zhì)形成的黑碳外包裹物所造成的黑碳光吸收增強(qiáng)因子分別是1.96±0.71、2.04±0.32。結(jié)果很明顯，在重