泰山大气棕色碳的光吸收特性、吸光贡献及影响因素

• 作者: 刘恒德 单业 国兆新 张君 李卫军 李敏 李洪勇 王文兴 王新锋 董书伟 蒋莹 薛丽坤 顾蓉蓉 高晓梅
• 来源期刊: 地球化学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 棕色碳 吸收系数 吸光贡献 硝基苯酚类化合物 泰山
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 页码范围: 262-272
• 页数: 11页
• 分类号: P593|X513
• 字数: 8933字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19700/j.0379-1726.2020.01.011

摘要

棕色碳是大气气溶胶中重要的吸光性物质,会影响大气光化学过程、改变区域气候.本次研究于2017年冬季和2018年春季在泰山顶采集了大气细颗粒物(PM2.5)样品,在实验室测定了样品中棕色碳和黑碳的光吸收系数,并测定了棕色碳成分硝基苯酚类化合物的含量.测定结果表明,泰山冬、春两季PM2.5样品中棕色碳的平均吸收系数Abs365分别为(4.61±2.42)Mm-1和(2.38±0.98)Mm-1,质量吸收效率MAE365分别为(0.72±0.12)m2/g和(0.52±0.24)m2/g,棕色碳在365 nm处的吸收系数分别占碳质气溶胶总吸收系数的(32±7)％和(20±9)％.通过对比与相关性分析,发现泰山周边地区人为活动对泰山顶上棕色碳的光学特性有重要影响,泰山冬季受邻近区域煤炭燃烧活动影响很大,排放的大量一次有机物增强了棕色碳的吸光能力和吸收系数,导致泰山冬季棕色碳的吸收系数与吸光贡献显著高于春季.根据测定结果,泰山冬、春两季硝基苯酚类化合物在365 nm处对棕色碳吸收系数的贡献分别为(3.5±1.2)％和(2.5±1.0)％,其中在紫外和紫光区域4-硝基酚的吸光贡献最大,而在420～450 nm的蓝光区域4-甲基-2,6二硝基酚的贡献最大.硝基苯酚类化合物的吸光贡献相对较小,说明泰山棕色碳的吸光作用大部分来自于其他有机成分,将来有待进一步的识别和评估.