环境中黑碳来源解析方法研究进展

黑碳是燃料不完全燃烧过程中形成的一种特殊的非均质碳颗粒物质,因其具有较高的化学和生物惰性,在全球气候和环境系统中具有重要意义,是当前国际地球和环境科学领域的焦点问题。燃烧条件和燃料来源的不同,使得黑碳的物理化学特性表现出高度的变异,其环境行为及环境效应也具有明显差异,因此对黑碳进行来源解析有利于弄清全球黑碳收支平衡,且能更清晰地认识其在不同环境介质中的迁移转化过程。重点概述了当前国内外常用的几种黑碳来源解析方法及其应用的研究进展;同时提出了未来黑碳来源解析方法的发展方向。稳定碳和放射性碳同位素分析是当前黑碳源解析中应用最多的两种方法,将这两种方法结合不仅能提供更准确的黑碳来源信息,而且能定量估算化石源和生物质源燃烧对黑碳的贡献。多环芳烃特征标志物比值、黑碳/有机碳比值、苯多羧酸分子标志物比值法以及形态特征分析的方法都只能间接地判断黑碳的来源,其方法的应用有一定的局限性和不确定性。未来应加强对不同介质中δ^(13)C的分馏机制及不同排放源样品黑碳的δ^(13)C和^(14)C值域"特征谱"的研究,进一步规范黑碳的分离和测定技术;同时应充分发挥不同分析技术的优势,联合多种方法以获取更多有关黑碳来源、传输和转化过程的信息。

西安市春季大气细粒子的质量浓度及其水溶性组分的特征

为了探讨西安市春季大气细粒污染物的污染水平及水溶性组分的特征及来源,2005年3—5月对西安大气PM2.5进行了观测,并应用离子色谱对其中的水溶性组分进行了分析。结果显示,西安市春季大气PM2.5的质量浓度为159.9μg·m-3。分析的11种阴阳离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-和SO42-)质量浓度占PM2.5的30%,表明水溶性组分是大气细粒子的主要组成之一。NH4+、SO42-和NO3-为水溶性离子的主要组分,其平均质量浓度分别为6.6、20.1和7.6μg·m-3,在总水溶性离子中的百分比分别为12.4%、47.4%和16.9%,SO42-和NO3-质量浓度与能见度有较好的负相关性,表明细粒子中二次气溶胶组分对能见度有显著的影响。阴阳离子的平衡和pH值的测定结果显示,西安市大气细粒子污染物为弱酸性。离子间的相关性分析揭示水溶性离子在颗粒物中主要结合方式为(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4NO3、KHSO4和K2SO4。Mg2+和Ca2+的相关性也较好,其摩尔比率为0.07,小于中国北方沙漠和黄土的平均值(0.15),揭示二次扬尘和建筑扬尘等过程对Ca2+的质量浓度影响较大。计算的NO3-/SO42-质量浓度比值的均值为0.38,说明固定排放源(燃煤)对细粒子中水溶性组分的贡献大于移动排放源(机动车)。

1982—2006年京津冀地区植被时空变化及其与降水和地面气温的联系

利用NOAA/AVHRR归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI),分析过去25年(1982—2006年)京津冀地区生长季(4—10月)植被覆盖时空变化、趋势及其与降水和地面气温的联系。经验正交函数展开(EOF)、奇异值分解(SVD)及相关分析,结果表明:过去25年京津冀地区植被总体呈增加趋势,其中,河北中部地区增长速率超过3%/10 a。植被覆盖年际变化与气温变化呈正相关,但与降水变化的正相关更加显著。1989年和1999—2002年的干旱导致当年NDVI显著减少,而1990、1998年和2003—2005年降水增加使得研究区NDVI明显增加。