So sánh EC và BC và đánh giá sự đóng góp của aerosol bụi vào sự hấp thụ ánh sáng ở Tây An, Trung Quốc

Springer Science and Business Media LLC - Tập 120 - Trang 301-312 - 2006
Li Yang1,2, Zhang Xiaoye1,3, Gong Sunling3,4, Che Huizheng1, Wang Dan1, Qu Wenjun1, Un Junying3
1SKLLQG, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an, China
2Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3Key Laboratory for Atmospheric Chemistry (LAC), Centre for Atmosphere Watch and Services (CAWAS), Chinese Academy of Meteorological Sciences (CAMS), CMA, Beijing, Chine
4Air Quality Research Branch, Meteorological Service of Canada, Toronto, Canada

Tóm tắt

Nồng độ của carbon hữu cơ (EC), carbon đen (BC) và aerosol bụi đã được xác định cho các mẫu không khí thu thập từ một trạm quan sát ở Tây An, Trung Quốc. Các kết quả cho thấy hệ số tương quan trung bình giữa EC và BC được tìm thấy là 0,72 với 0,81 (n = 49) vào mùa thu, 0,70 (n = 112) vào mùa đông và 0,69 (n = 57) vào mùa xuân. Hệ số hấp thụ của aerosol bụi ước lượng là 2,7 m² g−1 vào mùa thu và 4,4 m² g−1 vào mùa đông. So sánh hệ số hấp thụ của aerosol bụi với hệ số của BC cho thấy BC là aerosol hấp thụ ánh sáng chủ yếu trong bầu khí quyển Tây An. Tuy nhiên, bằng cách kết hợp phân tích nhiệt của carbon nguyên tố và hàm lượng bụi trong các mẫu aerosol, tỷ lệ hấp thụ bụi so với tổng lượng hấp thụ ánh sáng ước lượng là 19% vào mùa thu và 31% vào mùa đông, tương ứng.

Từ khóa

#EC #BC #aerosol bụi #hấp thụ ánh sáng #Tây An

Tài liệu tham khảo

Allen George A., Joy Lawrence, Petros Koutrakis, 1999, ‘Field validation of a semi-continuous method for aerosol black carbon (aethalometer) and temporal patterns of summertime hourly black carbon measurements in southwestern PA’, Atmos. Environ. 33, 817–823. Babich Peter, Davey Mark, Allen George, et al. 2000, ‘Method comparisons for particulate nitrate, elemental carbon, and PM2.5 mass in seven U. S. cities’, J. of Air & Waste Manage. Assoc., 50, 1095–1105. Cao, J. J., Lee, S. C., Ho, K. F. et al. 2004, ‘Spatial and seasonal variations of atmospheric organic carbon and elemental carbon in Pearl River Delta Region, China’, Atmos. Environ. 38, 4447—4456. Cao J. J., Judith C. Chow, S. C. Lee, et al. 2005, ‘Characterization and source apportionment of atmospheric organic and elemental carbon during fall and winter of 2003 in Xi'an, China’, Atmos. Chem. Phys. 5, 3561–3593. Castro, L. M., Pio, C. A., Harrison, R. M. et al. 1999, ‘Carbonaceous aerosol in urban and rural European atmospheres: estimation of secondary organic carbon concentrations’, Atmos. Environ. 33, 2771–2781. Chou, C. K., Chen, T. K., Huang, S. H. et al. 2003, ‘Radiative absorption capability of asian dust with black carbon contamination’, Geophys. Res. Lett. 30, 1616, doi: 10.1029/2003GL017076. Chow, J. C., Watson, J. G., Crow, D. et al. 2001, ‘Comparison of IMPROVE and NIOSH Carbon Measurements’, Aero. Sci. and Tech. 34, 23–34. Chow, J. C., Watson, J. G., Pritchett, L. C. et al. 1993a, ‘The DRI thermal/optical reflectance carbon analysis system: description, evaluation and applications in US air quality studies’, Atmos. Environ. 27A, 1185–1201. Fung, K., Chow, J. C., Watson, J. G. 2002, ‘Evaluation of OC/EC speciation by thermal manganese dioxide oxidation and the IMPROVE method’, J. Air Waste Manage. Assoc. 52, 1333–1341. Grosjean, D. 1992, ‘In situ organic aerosol formation during a smog episode: Estimated production and chemical funtionality’, Atmos. Environ. 26A, 953–963. Hansen, A. D. A., Rosen, H., Novakov, T. 1984, ‘The Aethalometer-an instrument for the real-time measurement of optical absorption by aerosol particles’, Sci. Total Environ. 36, 191–196. Hansen, A. D. A., Rosen, H. 1990, ‘Individual measurements of the emission factor of aerosol black carbon in automobile plumes’, J. Air Waste Manage. Assoc. 40, 1654–1657. Hildemann, L. M. Rogge, W. F., Cass, G. R. et al. 1996, ‘Contribution of primary aerosol emisssions from vegetation-derived sources to fine particle concentrations in Los Angeles’, J. Geophys. Res. 101, 19541–19549. Hitzenberger, R., Tohno, S. 2001, ‘Comparison of black carbon (BC) aerosols in two urban areas-concentrations and size distributions’, Atmos. Environ. 35, 2153–2167. Jacobson, M. Z. 2000, ‘A physically-based treatment of elemental carbon optics: Implication for global direct forcing of aerosol’, J. Geophys. Lett. 27(2), 217–220. Jacobson, M. Z. 2002, ‘Control of fossil-fuel particulate black carbon and organic matter, possibly the most effective method of slowing global warming’, J. Geophys. Res. 107, 4410, doi: 10.1029/2001JD001376. Lavanchy V. M. H., Gäggeler H. W., Nyeki S., et al. 1999, ‘Elemental carbon (EC) and black carbon (BC) measurements with a thermal method and an aethalometer at the high-alpine research station, Jungfraujoch’, Atmos. Environ. 33: 2759–2769. Li, Y., Cao, J. J., Zhang, X. Y., et al. 2004, ‘The variability of black carbon aerosol over Xi'an atmosphere’, The Chinese Journal of Process Engineering, 4: 1–11 (in Chinese) Li, Y., 2004, ‘Characterization and source apportionment of carbonaceous aerosols over Xi'an atmosphere’, Master degree dissertation, CAS (in Chinese) Magee Scientific Company Berkeley, California, USA. www.mageesci.com Penner, J. E. and Novakov, T. 1996, ‘Carbonaceous particles in the atmosphere: An historical perspective to the Fifth International Conference on Carbonaceous Particles in the Atmosphere’, J. Geophys. Res. 101, 19373–19378. Rogge, W. F., Mazurek, M. A., Hildemann, L. M. et al. 1993, ‘Quantification of urban organic aerosols at a molecular level: identification, abundance and seasonal variation’, Atmos. Environ. 27, 1309-1330. Schauer, J., Rogge, W., Hildemann, L. et al. 1996, ‘Source apportionment of airborne particulate matter using organic compounds as tracers’, Atmos. Environ. 30, 3837–3855. Sharma, S., J. R. Brook, H. Cachier, et al. 2002, ‘Light abosorption and thermal measurements of black carbon in different regions of Canda’, J. Geophys. Res. 107, 4771, dio:10.1029/2002JD002496. Stoffyn, E. P., Potter, T. M., Leonard, J. D. et al. 1997, ‘The identification of black carbon particles with the analytical scanning electron microscope: methods and initial results’, Atmos. Environ. 198, 211–223. Streets, D. G., Shalini, G., Stephanie, T. et al. 2001, ‘Black carbon emissions in China’, Atmos. Environ. 35, 4281–4296. Turpin, B. J., and Lim, H. J. 2001, ‘Species contributions to PM2.5 mass concentrations: revisting common assumptions for estimating organic mass’, Aero. Sci. and Tech. 35, 602–610. Wolff, G. T. 1981, ‘Particulate elemental carbon in the atmosphere’, J. Air Pollut. Con. Assoc. 31, 24–28. Zhang, X. Y., Arimoto, R., Cao, J. J. et al. 2001, ‘Atmospheric mineral aerosol over the Tibetan Plateau’, J. Geophys. Res. 106, 18471–18476. Zhang, X. Y., Cao, J. J., Li, L. M., et al. 2002, ‘Characterization of atmospheric aerosol over XiAn in the south margin of the Loess Plateau, China’, Atmos. Environ. 36, 4189–4199. Zhang, X. Y., Gong, S. L., Arimoto, R., et al. 2003, ‘Characterization and temporal variation of Asian dust aerosol from a site in the northern Chinese deserts’, J. Atmos. Chem. 44, 241–257. Zhang, X. Y., Wang, Y. Q., Wang, D., et al., 2005, ‘Characterization and sources of regional-scale transported carbonaceous and dust aerosols from different pathways in coastal and sandy land areas of China’, J. Geophys. Res. 110, D15301, dio:101029/2004JD005457. Zhu, Y. T., Zhao X. M., Xu W. 1997, Applications probability statistical methods, Northwest industry university, China, pp. 275–276 (in Chinese)