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科学专栏
  Science column
黑碳仪的监测及应用
编辑:赛克玛浏览?#38382;?116 时间:[16-06-13]


  • 背景介绍


黑碳是大气气溶胶中重要的吸光性物质,其他种类的气溶胶颗粒物在可见光区的吸收都不到黑碳的0.001倍,除去一些特殊的天气状况(如沙尘、扬尘),黑碳气溶胶对光吸收占总量的90%到95%以上。黑碳仪就是利用黑碳气溶胶对光的这种吸收特性进行测量的。七波段黑碳仪(美国Magee Scientific公司,AE-31)利用光学衰减法?#28304;?#27668;中黑碳气溶胶浓度进行测量,?#37096;?#33719;得光学吸收系数,测量波段为7个波段:370nm、470nm、520nm、590nm、660nm、880nm和950nm,由紫外到近红外波段,可对不同物质的吸光特性进行监测分析,对颗粒物源解析应用有重要贡献。以下为不同波段黑碳仪可指示组分的描述:

序号

种类

波长

作用

1

UV

370nm

用于测量烟草、木头等燃烧产物

2

Blue

470nm

用于测量烟草、木头等燃烧产物,和柴油机的燃烧排放

3

Green

520nm

用于分辨沙尘气溶胶

4

Yellow

590nm

未知,可能用来区别烟草烟雾等黄色成分影响

5

Red

660nm

未知,可能用来区别赤铁矿粉末等红色成分影响

6

IR-1

880nm

煤炭和机动?#31561;?#28903;产物

7

IR-2

950nm

煤炭和机动?#31561;?#28903;产物

  • 应用实例:
1.黑碳仪在北京城区监测应用


Wang Gengchen, Bai Jianhui,Kong Qinxin, et al.,2005. Black Carbon Particles in the Urban Atmosphere in Beijing. ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES, VOL. 22, NO. 5, 640–646

黑碳仪在不同天气情况下监测数据

(重污染情况下的黑碳浓度明显高于清洁天气情况)

2. 黑碳仪的源解析应用



通过Aethalometer 源解析模式进行计算,获得不同波段生物质燃烧和机动?#31561;?#28903;对光学吸收系数的贡献。由图可见:生物质燃?#21344;?#26408;头燃烧在短波长的排放,高于交通排放(470nm处计算得出)。



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