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本论文针对现阶段国际上有机碳(OC)和元素碳(EC)研究领域中的热点问题,首先讨论了OC、EC、BC、soot几个易混淆的概念;并针对OC/EC分割点上存在的争议,尝试将EC(以石墨碳代替EC的标准)相对均匀的定量在膜上;考虑到碳酸盐对OC、EC分割点的影响,设计了测量沙尘暴样品(PM2.5)中碳酸盐的实验,发现沙尘暴样品中碳酸盐占总碳的6.39±2.91%(n=11);从不同的污染源的样品中发现OC向EC的炭化程度不同,生物质(秸秆)燃烧的最大,机动车(柴油机)的最小。
针对分析方法之间的差别,在现有条件的基础上,比较了方法与方法之间、相同实验原理不同厂家的仪器之间、相同仪器之间共3类方法9种实验,测量的结果TC大致相当,EC却差别较大。分析并讨论存在差异的原因,总结了各种方法之间的大致关系:
TOT(EC)=(0.31±0.09)×TOR(EC)R2=0.63(n=20)=(1.20±1.01)×AE(BC)R2=0.77(n=51)=(1.06±0.22)×CHN(EC)R2=0.87(n=20)=(1.34±0.68)×2-Step(soot)R2=0.31(n=20)。分析了北京市2004年全年1、4、7、8、10月6个不同功能区采样点的PM2.5的OC、EC的时空变化,发现天气影响对空气质量的影响较大,10月份重污染5级天比正常天气下的PM2.5的质量浓度要高3.97倍;OC/PM2.5百分含量昼夜变化无明显规律,EC/PM2.5夜间普遍高于白天;OC/EC比值白天普遍高于夜间;由OC/EC最小值推算气溶胶中的SOC约占TOC的33-66%,白天高于夜间;1月份周变化规律明显,即工作日星期三、星期四最高,非工作日星期日最低,其它月份无明显周变化规律;冬季由于居民采暖,PM25、OC、EC质量浓度和OC/PM2.5、EC/PM2.5百分含量都普遍较高;春季由于气候干燥多风,PM2.5的质量浓度最高,OC、EC质量浓度和OC/PM2.5、EC/PM2.5百分含量居中;夏季多雨,PM2.5、OC、EC的质量浓度普遍较低,7月份OC/PM2.5、EC/PM2.5百分含量全年最低,8月EC/PM2.5百分含量全年最高,SOC/TOC的百分比全年最高;秋季由于天气原因导致月平均PM2.5的质量浓度仅次于4月份,OC和EC的质量浓度及OC/PM2.5、EC/PM2.5的百分含量居中。