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章炎麟團隊在大氣水溶性有機碳同位素研究領域取得進展

文章出處:責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2021-05-31 16:12:00【

 含碳氣溶膠是大氣顆粒物中最為重要的成分,其中水溶性有機碳(WSOC)由于具有吸濕性和光學特性,對云和降水的形成、輻射平衡、氣候變化、人體健康及生態系統碳循環具有非常重要的影響。水溶性有機碳的穩定同位素技術可以用于區分其來源和大氣化學過程(老化,二次生成過程等)。具有高時間分辨率的大氣顆粒物樣品的研究可以有助于進一步了解灰霾的生成和消除過程中水溶性有機碳發生了怎樣的變化。

 
南京信息工程大學“同位素大氣化學”研究團隊改進了水溶性有機碳含量及同位素的測試方法,使其適用于微克級別碳含量樣品(>5μg C)的含量及同位素的高精度測試(好于0.17‰)。與前人報導過的方法相比,該方法預處理時間更短,操作更簡便,樣品可以進行批量處理及測試,有利于大氣中水溶性有機碳同位素測試和研究的發展。研究團隊以我國灰霾污染較嚴重的長江三角洲地區中的大型城市南京為采樣點,對2015年冬季嚴重灰霾過程中采集的高時間分辨率樣品(每3小時一個樣品)進行分析發現:采樣期間受到老化氣溶膠的影響較大。文章對幾個灰霾事件(案例1,2,3)中的δ13C–WSOC進行分析,發現同位素值隨著后向軌跡的偏轉也在發生變化,主要原因是水溶性有機碳的來源組成發生了變化。案例1中主要受到中國北方輸送的氣團影響,傳輸過程中光化學老化作用使樣品中δ13C–WSOC偏正。案例2過程中主要受到區域性C3植物生物質燃燒影響,使WSOC與δ13C–WSOC變化趨勢相反。案例3中來自蒙古/內蒙古地區,挾帶沙塵的氣團作用于采樣點,使該案例中出現極少數的總碳同位素高于δ13C–WSOC的現象。研究結果顯示,高時間分辨率的水溶性有機碳及同位素的研究可以用于區分WSOC的不同大氣化學過程(如光化學老化等)和來源(如生物質燃燒和揚塵)。該研究不僅對測試方法進行了改進,并利用該方法對實際樣品進行了分析,解析出不同灰霾事件中的主要影響因素,為同類型的研究提供了新的思路。研究方法及研究結果將為我國灰霾類型的區分及治理提供科學依據。
 
來源:張雯淇 穩定同位素生態專業委員會
此文關鍵字:特種氣體知識 氣體知識

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