PM2.5中水溶性有机碳的污染特征、吸光特性和来源研究

摘要：

大气颗粒物中水溶性有机碳(WSOC),碳质气溶胶的重要组成部分,因其具有吸光性和吸湿性,且含有有毒的组分,对区域气候变化和人体健康具有重要的影响.郑州是颗粒物污染严重的大都市,对WSOC的短期或长期研究均很匮乏.为探究郑州大气PM2.5中WSOC的污染特征、季节变化、来源和吸光特性,于2020 年12月-2021年 10月4个不同季节连续采集PM2.5样品,对WSOC的浓度(总有机碳分析仪)和吸光特性(紫外-可见分光光度计)进行分析,并结合水溶性无机离子(离子色谱),有机碳(OC)和元素碳(EC)(热光反射碳分析仪)数据对WSOC进行来源解析.结果表明,采样期间WSOC的质量浓度年平均值为(13.6±7.48)μg∙m-3,且浓度具有明显的冬季高、夏季低的季节特征.与国内外研究对比发现,该研究的WSOC污染较严重,其对人体健康,对气候影响评估和预测的不确定性不容忽视.夏季WSOC对OC的贡献明显高于冬季,表明夏季二次生成的重要影响.正定矩阵因子分解法(PMF)和相关性分析结果显示WSOC主要来源包括生物质燃烧,二次生成和机动车尾气排放,其次是煤燃烧和土壤/建筑尘源.WSOC的光吸收指数(AAE)年平均值为6.88±1.31,没有明显的季节变化.光吸收强度(Abs365)年平均值为(9.71±5.77)Mm-1,通过相关性分析发现水溶性棕色碳(BrC)与WSOC具有相似的来源,冬季生物质燃烧,夏季二次生成均为其主要来源.质量吸收效率(MAE365)年平均值为(0.710±0.206)m2∙g-1,与国内外研究相比,其大小处于中等水平,单位质量 WSOC 对郑州辐射强迫的影响不能忽略.Abs365 和 MAE365 均具有与WSOC相同的季节变化特征,与不同季节WSOC的组成和排放源密切相关.

关键词：水溶性有机碳、污染特征、季节变化、来源、吸光特性

所属期刊栏目：33

分类号：X131.1;X16(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金;河南省自然科学基金项目;青年人才创新能力基金项目

在线出版日期：2024-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1072-1078