黑碳作為大氣中一種典型的吸光性氣溶膠，對全球和區(qū)域氣候都有著深遠影響。它可以改變太陽輻射平衡，抑制邊界層發(fā)展，沉降到冰雪表面會降低其反照率，加速冰川融化。但是在計算其輻射強迫時仍存在很大不確定性，這種不確定性主要來源于老化過程對黑碳顆粒物光學(xué)性質(zhì)的改變。而黑碳顆粒物主要來源于含碳燃料的不完全燃燒?！　?/p>

　　已有研究表明，新鮮排放的黑碳在被釋放到大氣中后會通過碰并、凝結(jié)和非均相氧化等過程與多種來源的顆粒物、氣態(tài)污染物之間發(fā)生老化作用，表面形成包裹層，導(dǎo)致其在混合態(tài)、形貌、粒徑和化學(xué)組成上發(fā)生變化，從而影響黑碳的物理化學(xué)及光學(xué)性質(zhì)。　　

　　為了更好地了解城市大氣中黑碳的性質(zhì)差異及評估吸光性影響因素，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究王啟元研究員課題組使用單顆粒黑碳光度計（SP2）、光聲氣溶膠消光儀（PAX）以及在線重金屬分析儀（Xact625）等高時間分辨率在線儀器對西安市高新站點2020年11月大氣氣溶膠進行連續(xù)在線監(jiān)測，并采用PMF與線性回歸結(jié)合的方法建立黑碳吸光增強倍數(shù)與源的關(guān)聯(lián)?！　?/p>

　　PMF模型是目前常用的污染物源解析方法，在給出污染源類別的同時，還能得出確切的污染源的貢獻率，近年來被廣泛應(yīng)用于污染物源解析研究中。　　

　　他們的結(jié)果表明：觀測期間西安黑碳氣溶膠平均濃度2.16 微克 /立方米；PMF源解析出4個主要來源，分別為生物質(zhì)燃燒源（38%），燃煤源（29%）、交通運輸源（29%）、揚塵源（4%）；降水后厚包裹黑碳的濃度降幅高達83%，而薄包裹黑碳為39%。作為顆粒粒徑更大的厚包裹黑碳其核的質(zhì)量中值粒徑卻小于薄包裹黑碳顆粒，分別為141 納米和176納米。其次，黑碳核的吸光截面積變化范圍較大，為3.79 - 5.95 平方米/克，且與整體顆粒的吸光截面積具有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.58（p < 0.01）?！　?/p>

　　另外，他們還發(fā)現(xiàn)在觀測期間黑碳的平均吸光增強倍數(shù)為1.37±0.11；經(jīng)過源解析結(jié)果表明，二次老化、燃煤、揚塵、生物質(zhì)燃燒和機動車排放對吸光增強倍數(shù)的貢獻分別為37%、26%、15%、13% 和 9%。其中二次老化過程是主要貢獻源。　　

　　上述相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《總環(huán)境科學(xué)》（Science of The Total Environment）期刊。

　　(a) 應(yīng)用PMF進行黑碳質(zhì)量濃度源解析譜圖；(b) 各排放源對總黑碳質(zhì)量濃度的相對貢獻百分比。

　　(a) 大氣中含黑碳顆粒物和黑碳核的光吸收系數(shù)時間序列；(b) 大氣中含黑碳顆粒物和黑碳核的吸光截面積（MAC）時間序列；(c) 大氣中含黑碳顆粒物吸光截面積（MAC）相對頻率分布；(d) 黑碳核吸光截面積（MAC）相對頻率分布。圖片均由論文作者提供　

　　論文相關(guān)信息：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0048969723016157