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本文选取西安作为黑碳气溶胶的观测站点,同时采用光学法(Aethalometer)和热光反射法对黑碳气溶胶开展为期二年的连续观测和分析。探讨了黑碳气溶胶的演化特征及影响因素,并对两种方法进行了对比。
利用黑碳测量仪(Aethalometer)实时观测了大气中黑碳气溶胶(BC)的浓度,并分析了不同尺度下的时间序列变化,认为西安除机动车来来源外,秋季的生物质燃烧和冬季的燃煤也都是重要的排放源。分析了气象因素对BC浓度的影响,发现BC浓度与风速存在显著的负相关关系,BC浓度与温度没有显著的关系。通过分析BC日平均浓度与降水的关系,发现降雨期间BC浓度值显著降低,表明湿沉降是BC从大气中清除的重要方式。
利用手提式气溶胶采样仪(mini volume potable sampler)采集了大气中二个粒级的颗粒物,即PM2.5,PM10。采用热光碳分析仪(DRI Modle2001thermal/optical carbon analyzer)分析了全部样品中的元素碳(EC)组分。得出PM10和PM2.5中的EC季节平均浓度为冬季>秋季>春季>夏季。各个季节PM2.5中的EC占PM10中EC的比率为春季>秋季>夏季>冬季。这可能是与来自不同排放源的EC在粒级分配上的差异有关。
对利用热光反射法所测的EC与利用黑碳仪所测的BC进行对比分析得出:BC和EC具有显著的相关性,但校正前的BC值与EC值相差较大,采用EC校正后,EC与BC在数值和变化趋势上都趋于一致。
对利用Aethalometer所测的BC和利用热光反射法所测EC比值的季节性变化特征及其可能成因进行了探讨。采用热光反射法所测的EC分季节对Aethalometer的光学衰减系数δ值进行了校正,得出秋季、冬季、春季和夏季的光学衰减系数δ值分别为32.7 m2/g、31.5 m2/g、18.3 m2/g和26.6 m2/g。结果显示在西安Aethalometer的光学衰减系数6值要远远高于系统默认值16.6m2/g,说明Aethalometer在将所测得的光学衰减值转变为BC物质浓度时所用到的光学衰减系数δ值依赖于吸光组分的理化性质并随时空而发生变化。