北京秋冬季有机碳和元素碳(黑碳)测试结果的细节研究

长期以来,对碳气溶胶的定量研究主要关注OC（有机碳）、EC（元素碳）或BC（黑碳）的整体测定结果,很少有对测定结果细节特征的深入解读.为全面掌握和利用仪器分析结果包含的科学信息,使用热光法IMPROVE_A协议（model 2001A）测定了2015年10月（秋季）和2016年1月（冬季）北京市PM_2.5中的ρ（OC）和ρ（EC）,使用光学法（黑碳仪AE31）测定了相应的ρ（BC）.结果表明:① ρ（OC）和ρ（EC）的秋季平均值分别为8.59、3.89 μg/m3,冬季分别为16.45和6.19 μg/m3,冬季明显高于秋季;② 热光法测定结果显示,秋季样品中ρ（OC₁）/ρ（OC）的平均值为0.08±0.04,而冬季则升至0.22±0.05,这可能与冬季较高的挥发性有机物（VOCs）排放及低温带来的冷凝效应有关;③ 七波长黑碳仪测定结果显示,在秋季,紫外波段（370 nm）测定的BC当量[ρ（BC370）]与红外波段（880 nm）测定的BC标准量[ρ（BC880）]的比值[ρ（BC370）/ρ（BC880）]为1.05±0.11,说明棕色碳（BrC）的吸光影响非常弱,而冬季该比值升至1.47±0.11,升幅达40%;④ 结合两种方法对强吸光碳的测定结果,发现ρ（BC）/ρ（EC）与ρ（PM_2.5）的变化趋势一致,证明污染程度加重会带来EC内混合比例上升,因而提高其吸光能力,使黑碳仪测得的ρ（BC）上升.然而,进一步考察表明,这种上升是有限度的,当ρ（PM_2.5）达到50~70 μg/m3时,ρ（BC）/ρ（EC）进入"平台状态",秋季"平台值"约为1.05,冬季约为0.55.研究显示,仪器的测定结果包含大量被忽略的信息,对其细节的深入解读有利于更好地了解碳气溶胶的综合特征.