雪冰中黑碳的研究进展

黑碳气溶胶是大气气溶胶的一种重要成分,沉降在雪冰中可减小雪冰表面的反照率,影响雪冰的融化过程,导致全球和区域气候变化。黑碳气溶胶沉降在雪冰中产生的辐射强迫效应值得关注。中国是黑碳气溶胶排放大国,雪冰黑碳的问题值得关注。现简要介绍雪冰中黑碳研究的意义,着重综述雪冰中黑碳的来源,历史环境记录,现有的计算雪冰中黑碳对反照率影响的方法以及其辐射强迫效应的研究。对未来雪冰中黑碳的研究进行了展望,提出3点今后需加强研究的内容。     

半干旱地区黑碳气溶胶变化特征及来源分析

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）多角度吸收分光光度计（MAAP-5012）黑碳浓度观测数据,分析了榆中地区黑碳气溶胶的变化特征,以及黑碳气溶胶的来源。     

西安大气中黑碳气溶胶的演化特征

2003年9月～2004年4月在西安站点利用黑碳测量仪(Aethalometer)获得了大气细粒子中每5 min黑碳气溶胶(BC)浓度的演化特征.每5 min浓度变化范围为0.5～101.3 μg/m3.BC浓度月变化以12月最高,为(27.1±11.2)μg/m3,4月最低,为(9.0±3.4)μg/m3,表明机动车尾气、居民燃煤等来源以及不利的气象条件等共同作用,造成了冬季的高浓度BC.冬、春季日变化和周变化模式类似,秋季则明显不同,这主要是由于冬春两季机动车尾气可能是BC的主要贡献源,而秋季可能主要是由于农村生物秸杆燃烧排放的BC而引起其变化模式与冬春季有所差异.选取的3个典型BC高浓度日,其每5 min浓度日变化模式也表明,秋季生物质燃烧对BC有显著贡献.与国内外一些城市、郊区、背景点大气中的BC浓度对比,西安大气中的BC处于高浓度水平,这指示了西安大气中存在碳污染,需要进一步采取措施控制.     

重庆市主城区秋冬季黑碳浓度特征及传输轨迹分析

2013年11月至2014年2月期间利用重庆市大气超级站的黑碳和NOx观测数据,分析了黑碳气溶胶浓度的变化特征及与NOx的相关性,并利用气象轨迹模式(HYSPLIT4.9)及Traj Stat软件,模拟了秋冬季节BC和NOx的传输轨迹。结果表明,观测期间BC日均浓度范围为1.32~11.54μg·m-3,秋冬季日均浓度均值为5.82±2.87μg·m-3。秋冬季BC和NOx相关性较好,呈显著正相关。轨迹模拟结果显示,秋冬季BC和NOx污染主要以本地为主,其次来自临近的湖南贵州地区,少量来自北方和西南方,BC与NOx的传输来源大抵相同。     

土壤中黑碳的分离及其孔结构分析

采用化学氧化法从土壤中提取黑碳样品,并用扫描电镜、吸附脱附等温线、H-K 微孔分布、BJH 中孔分布分析了土壤中黑碳的孔结构情况。     

激光雷达监测北京城区夏季边界层气溶胶

运用一种新型边界层气溶胶监测激光雷达,在北京丰台区进行了外场实验,探讨了大气边界层(PBL)内气溶胶消光系数与湿度、风速等气象条件的关系,并给出了消光系数的时空分布。实验结果表明,水平大气气溶胶消光系数与黑碳质量浓度、地面风速等近地气象因子均有较好的相关性;边界层气象因子直接影响气溶胶的时空扩散和分布;在近地面风速较小等条件下,北京城区气溶胶污染在凌晨和上午较下午和前半夜严重。     

Influences of Black Carbon Addition on Mechanical Performance of Low-Carbon MgO-C Composite

 Carbon black-phenolic resin composite binders with various amounts of nanometer carbon black were prepared through adding KH-550 coupling agent and high-speed mixer. The effects of nanometer carbon black amount added on viscosity of the composite binders were studied. Low carbon MgO-C specimens were fabricated with these composite binders. Effects of nanoscale carbon black contents (0, 2.5%, 5%, 10%, and 15% of phenolic resin in mass) on mechanical properties of low carbon MgO-C specimens were investigated. The results revealed that the viscosity of the composite binder increased rapidly with increase of nanometer carbon black content. Moreover, it indicated that CMOR, HMOR and CCS of the specimens rose gradually with increase of nanometer carbon black content as well.     

大气气溶胶碳组分测量误差与北京有机气溶胶特征研究

大气气溶胶碳组分存在形式多样,其化学和光学特征明显不同;因此基于不同的热和光行为的假设和分析步骤的碳组分分析方法导致碳组分测量结果的差异。本文基于文献调研与实验室分析介绍气溶胶碳组分分析仪器的基本性能指标,分析不同分析方法导致气溶胶碳组分的差异和成因。为了了解北京有机气溶胶特征,本文描述北京PM2.5中有机碳（OC）和元素碳（EC）变化特征并对北京秋、冬季PM,（大气中空气动力学直径≤1μm的颗粒物）中有机气溶胶进行了来源解析。结果表明,北京OC和EC在秋冬季呈现出较高的水平,采暖期OC浓度是非采暖期的1．2—1．8倍,EC浓度是非采暖期的1．1倍左右;秋季北京PM,中有机气溶胶（OA）主要来源于二次转化产生的氧化性有机气溶胶（OOA）,机动车排放的烃类有机气溶胶（HOA）和餐饮排放有机气溶胶（COA）;而冬季北京PM1中有机气溶胶主要来源于高度氧化的低挥发性的OOA,“新鲜”氧化的半挥发性的OOA,燃煤源有机气溶胶（CCOA）、烹饪源排放的COA和机动车排放的HOA。     

硝基多环芳烃在雪中的光解——光敏剂与黑碳的影响

本论文研究了紫外光作用下典型硝基多环芳烃——1,8-二硝基芘在雪中的光解作用,并考察了黑碳(BC)与光敏剂(H_2O_2、NO_2~-、NO_3~-)的影响。结果表明,BC+H_2O_2、BC+NO_3~-、BC+NO_2~-均促进了1,8-二硝基芘的光解,且BC和NO_2~-表现出了协同促进作用。     

城市水源水库及入库河流沉积物中总有机碳和黑碳的时空分异及其对多溴二苯醚的影响

为了解城市水源水库沉积物中总有机碳（TOC）和黑碳（BC）的时空分异及其对典型持久性有机污染物（POPs）——多溴二苯醚（PBDEs）的影响,本文分析了泉州山美水库及入库河流沉积物中TOC和BC的含量、赋存总量、空间分布、水文期变化、BC和TOC的关系及两者对PBDEs时空分异的影响。结果表明：TOC和BC含量分别为15.08mg/g±2.70mg/g（10.87~19.61mg/g）和3.55mg/g±1.14mg/g（2.08~6.92mg/g）,赋存总量分别为107445t和25294t,较国内外其他湖库处于中低水平。TOC和BC的时空分异规律存在差异,TOC主要受水文期变化的显著影响（P<0.001）,而BC则受空间分布的显著影响（P=0.001）。TOC与BC无显著相关性（P≥0.226）,显示两者来源不同,TOC较BC更易受到入库河流输入的影响。山美水库各水文期BC/TOC（丰水0.24±0.09、枯水0.21±0.06、平水0.27±0.08）均介于0.11~0.5,显示其BC为生物质燃烧和部分化石燃料燃烧的复合来源。入库河流BC受生物质燃烧源的影响大于库区。ΣPBDEs、Deca-BDE和Nona-BDE的时空分异受到了TOC的显著影响,且Deca-BDE降解产生的主要低溴BDE的时空分异也受到了TOC不同程度的影响。各水文期TOC和PBDEs的主要污染源相同,均为入库河流,且二者空间分布规律大致相同,TOC是PBDEs时空分异的重要控制因素。各水文期BC与PBDEs因来源不同而均无显著相关性,但BC可大量吸附固定局地污染源释放的PBDEs,对其时空分异仍有重要影响。