南京北郊PM2.5中有机组分的吸光性质及来源

作者：尚玥; 余欢; 茅宇豪; 王成^*; 谢鸣捷^*

来源：环境科学, 2021, 42(03): 1228-1235.

DOI：10.13227/j.hjkx.202006219

• 棕碳(BrC)
• 化学组分
• 吸光性质
• 时间变化
• 来源

对南京北郊2018年9月～2019年9月PM2.5中有机组分的吸光性质进行了研究,并利用PM2.5化学组成及主成分分析法分析该地区吸光性有机碳(棕碳,brown carbon,BrC)的主要来源.结果表明,水溶性有机碳(water-soluble organic carbon,WSOC)和甲醇可提取有机碳(methanol extractable organic carbon,MEOC)在365 nm处光吸收系数(Abs365,w和Abs365,m)的平均值分别为(3.22±2.18) Mm-1和(7.69±4.93) Mm-1.Abs365,w和Abs365,m分别与WSOC(r=0.72,P<0.01)和MEOC(r=0.62,P=0.04)的质量浓度显著相关,均表现为冬高夏低,夜高昼低的时间变化特征.这可归结于冬季和夜间的气象特征(例如边界层高度降低和大气稳定度升高)、冬季一次源排放的增加以及夏季和白天更强的"光漂白作用".Abs365,m/Abs365,w的年均值(2.60±0.92)远高于MEOC/WSOC(质量浓度比值,1.37±0.30),表明MEOC中非水溶性组分的吸光作用更强,在BrC的吸光作用中占主导地位.WSOC、MEOC、Abs365,m和K+均未表现出强相关性(r<0.60),因此生物质燃烧不是该地区BrC的主要一次来源.WSOC和MEOC质量吸收效率(MAE365,w和MAE365,m)及其比值(MAE365,m/MAE365,w)的季节变化和Abs365相同.MEOC中非水溶性组分的MAE365[(4.10±5.15) m2·g-1]分别是MAE365,w和MAE365,m的6.0和2.9倍,支持BrC的吸光作用受非水溶性有机组分主导这一推断.和WSOC的埃氏吸收指数(?WSOC)相比,MEOC的埃氏吸收指数(?MEOC)随时间变化更显著,这可能与非水溶性吸光组分排放的季节变化有关.主成分分析结果显示,本研究PM2.5中有机组分的吸光作用主要来源于二次形成过程和人为活动相关的一次排放,而不是生物质燃烧.

• 单位
  南京信息工程大学; 中国地质大学（武汉）; 环境科学与工程学院