2008

李杏茹，王英鋒，郭雪清，等

2008年奧運期間北京不同粒徑大氣顆粒物中元素碳和有機碳的變化特征

李杏茹，王英鋒，郭雪清，等

目的：北京作為2008年奧運會的主辦城市，其空氣質(zhì)量引起了國內(nèi)外的關(guān)注。為保證奧運期間北京市空氣質(zhì)量優(yōu)良，北京市在奧運期間特別實施了包括機動車單雙號限行等空氣質(zhì)量保障措施。本研究的目的：是分析奧運期間有機碳（OC）和元素碳（EC）的粒徑分布、限車措施對大氣EC和OC的影響，將有助于理解北京空氣污染物的變化特征，以期為今后北京乃至全國其他城市的空氣污染控制和空氣質(zhì)量改善提供科學決策依據(jù)。方法：采用安德森撞擊式分級采樣器采集2008-06-01至2008-09-30不同粒徑的大氣顆粒物樣品，樣品的粒徑范圍分別為＞9.0，9.0～5.8，5.8～4.7，4.7～3.3，3.3～2.1，2.1～1.1，1.1～0.65，0.65～0.43和＜0.43 μm。采集的樣品利用美國DRI Model 2001熱光反射碳分析儀（Desert Research Institute，美國）分析了其中的有機碳（OC）和元素碳（EC）含量。具體分析過程為：樣品在純氦氣中分4步加熱到550℃，依次為120℃（OC1）、250℃（OC2）、450℃（OC3）及550℃（OC4）；然后在2%氧氣、98%氦氣的環(huán)境中，分3步升溫，依次為550℃（EC1）、700℃（EC2）、800℃（EC3）；每一過程均氧化含碳物質(zhì)得到CO2，再轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4，用火焰離子檢測器（FID）測定含碳量。每10個樣品中將隨機抽出1個進行平行分析；每周進行2次標準樣品的測量。TC（OC+EC）的實驗誤差＜10%，OC和EC的實驗誤差均小于10%?？瞻自囼灡砻鳎蓸幽]有受到污染，空白樣品中EC和OC的濃度低于實際樣品的1%。結(jié)果：總懸浮顆粒物中EC和OC的平均濃度分別為3.7 μg－3和32.5 μg－3，而在細粒子中分別為2.7 μg－3和17.7 μg－3，平均有55%和73%的OC和EC富集于粒徑＜2.1 μm的細粒子中，表明碳氣溶膠是北京大氣細粒子中的重要組分。對比發(fā)現(xiàn)，限車措施能夠有效控制北京大氣中碳質(zhì)氣溶膠的濃度。兩種限行措施相對于未限行對OC的削減率分別為23%（黃標車限行）和34%（黃標車＋單雙號限行），對EC的削減率分別為56%（黃標車限行）和68%（黃標車＋單雙號限行）。由OC與EC的比值波動較大，9個粒徑段中的平均值依次為4.2，12.0，12.4，10.6，19.0，24.1，22.1，24.6和23.0（粒徑段從小到大），表明細粒子中的碳質(zhì)氣溶膠主要來源于汽車尾氣排放和燃煤排放，粗粒子中的含碳物質(zhì)主要來源于生物質(zhì)燃燒及烹調(diào)過程。計算表明，TSP中二次有機碳占總有機碳比例的平均值為74%。在PM2.1中的OC與二次水溶性離子表現(xiàn)出較高的相關(guān)性（R2＝0.88），而在＞2.1 μm的粗粒子中二者的相關(guān)性較弱（R2＝0.21）。結(jié)論：OC，EC主要存在于粒徑小于2.1 μm的細粒子中。限車期間相對于未限車期間二者的質(zhì)量濃度都有不同程度的下降，表明區(qū)域協(xié)同減排措施能夠有效控制大氣中碳質(zhì)氣溶膠的濃度。細粒子中的碳質(zhì)主要來源于汽車尾氣排放和燃煤排放，粗粒子中的含碳物質(zhì)主要來源于生物質(zhì)燃燒及烹調(diào)等。二次轉(zhuǎn)化過程對北京大氣碳質(zhì)氣溶膠的貢獻很大，因此應(yīng)加強控制污染物前體物的排放。

來源出版物：環(huán)境科學, 2011, 32(2): 313-318

入選年份：2015