华南水稻秸秆焚烧期碳质气溶胶组分特征及源贡献评估

作者：蒋斌; 陈多宏^*; 张涛; 袁鸾; 周炎; 沈劲; 张春林; 王伯光

来源：生态环境学报, 2022, 31(12): 2358-2366.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.12.010

• 华南
• PM2.5
• 碳质组分
• 二次有机碳
• 生物质燃烧

近年来中国空气质量得到了明显改善，但PM2.5污染事件依旧频发，农作物秸秆焚烧是重要的诱发因素之一。为探讨华南地区水稻秸秆集中焚烧情形下的碳质气溶胶组分特征，于2014年夏秋水稻收割期在“中国广东大气超级站”开展了两期在线观测。结果显示，夏收期元素碳(EC)和有机碳(OC)的平均质量浓度分别为(2.5±1.3)μg·m-3和(6.6±2.5)μg·m-3；秋收期则是夏收期的两倍，分别为(5.8±3.9)μg·m-3和(13.6±8.5)μg·m-3。总碳(TC)平均占ρ(PM2.5)的30.9%±3.7%和26.8%±7.1%，是PM2.5的重要组成部分。夏收期ρ(EC)/ρ(PM2.5)和ρ(OC)/ρ(PM2.5)均随ρ(PM2.5)的增加而下降，占比之和从74.0%下降至18.3%，而ρ(OC)/ρ(EC)比值则随ρ(PM2.5)的增加从1.7逐渐增长至4.4。而秋收期在相对稳定的源排放和静稳的气象条件加持下，ρ(EC)/ρ(PM2.5)、ρ(OC)/ρ(PM2.5)和ρ(OC)/ρ(EC)比值随ρ(PM2.5)的变化均维持相对稳定，ρ(EC)和ρ(OC)显著相关(r=0.91)，且ρ(OC)无明显日变化特征。基于EC示踪法和K+质量平衡估算，夏收期OC受光化学反应影响显著，二次有机碳(SOC)的平均质量浓度为(3.7±2.4)μg·m-3，占ρ(OC)的52.1%±22.2%；生物质燃烧排放的有机碳(OCbb)为(0.8±0.4)μg·m-3，占ρ(OC)的12.4%±5.9%。受强生物质燃烧排放的影响，秋收期ρ(OCbb)平均为(8.5±5.0)μg·m-3，对OC的贡献高达66.6%±18.7%；而ρ(SOC)仅为(1.9±2.5)μg·m-3，ρ(SOC)/ρ(OC)比值降至14.5%±16.5%。与OC不同的是，化石燃料燃烧排放始终是华南地区EC的最大贡献源。秋收期生物质燃烧排放可显著提升PM2.5质量浓度，在不利气象条件下易引发污染事件，因此需重点加强对华南秋收期农作物秸秆集中焚烧的管控。

• 单位
  暨南大学