大气气溶胶碳质组分在线分析仪的研制和应用

• 作者: 吴宇声 张远航 曾立民 薛瑞
• 来源期刊: 环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 气溶胶碳质组分在线分析仪 有机碳元素碳分析仪 多角度吸收光度计(MAAP) 监测技术
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 95-103
• 分类号: X513
• 语种: 中文
• DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2016.0171

摘要

大气气溶胶碳质组分主要包括有机碳(Organic Carbon,OC)和元素碳(Elemental Carbon,EC),是大气细粒子的重要组成部分,对大气环境及人体健康具有非常重要的意义.针对目前商品化碳质气溶胶在线分析仪存在的一些问题,研制出大气气溶胶碳质组分在线分析仪(PKU-OCEC),实现了对OC和EC的小时浓度测量.仪器同时采用热分解-光学透射(Thermo Optical Transmission,TOT)法和热分解-光学反射(ThermoOptical Reflection,TOR)法分离OC和EC,检测限为0.29 μg·m-3(以C计)(采样时间40 min,采样流量8 L·min-1),测量范围最大值为211.50μg·m-3(以C计),可以满足不同环境的大气观测要求.于2016年1月23-31日采用该仪器对北京怀柔大气进行监测,并与商品化在线碳质气溶胶分析仪(RT-4OCEC,Sunset Lab Inc.)和多角度吸收光度计(5012 MAAP,Thermo Scientific)进行比对.结果显示,PKU-OCEC测得的TC(Total Carbon,TC=OC+EC)和OC浓度均与Sunset-OCEC对应结果显著相关(TC:r=0.986,OC:r=0.984;p＜0.01),说明两台仪器测量结果具有很好的一致性;Sunset-OCEC测得的EC数据有39.39％低于0.013 μg·m-3(以C计),剔除该部分异常值后,其测得的EC数据与PKU-OCEC数据的线性拟合方程由CEC_Sunset=0.9278×CEC_PKC-0.0704(TOT法)和GEC_Sunset=0.9476×CEc_PKC-0.2665(TOR法)变为CEC sunset=0.6810×CEC_PKU+ 1.2842(TOT法)和CEC_Sunset=0.7035 ×CEc_PKU+ 1.1179(TOR法),新的方程产生较大正截距,说明Sunset-OCEC的检测限偏高;PKU-OCEC测得的EC数据与MAAP测得的BC数据显著相关,其线性拟合度(R2=0.8868(TOT法)、R2=0.8614(TOR法))大于Sunset-OCEC与MAAP的拟合度(R2 =0.8047);PKU-OCEC分析仪TOT法和TOR法测得的OC浓度相当(Coc_TOR=0.9963×Coc _TOT,R2=0.9959).综合结果表明,PKU-OCEC分析仪测量数据可靠,运行稳定且操作简便,可以用于各种环境条件下的大气监测.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曾立民	北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点实验室	44	1199	14.0	34.0
2	张远航	北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点实验室	70	2986	28.0	54.0
3	吴宇声	北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点实验室	5	18	3.0	4.0
4	薛瑞	北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点实验室	2	4	1.0	2.0