曾立民_大气气溶胶中有机碳元素碳分析方法比较
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有机碳元素碳在线分析仪的使用与维护作者:胡刚楚国栋来源:《价值工程》2017年第28期摘要:有机碳(OC)和元素碳(EC)是PM2.5的重要组成成分,其连续在线监测对于研究大气化学反应和污染物的源解析有重要意义。
本文以中科天融公司自主研发的TR20N9型大气有机碳无机碳在线分析仪为例,对其工作原理、运行维护和故障维修等方面进行了介绍和总结,为其他使用该类仪器的用户提供参考和支持。
关键词:有机碳;无机碳;在线监测;维护0引言碳质组分是大气气溶胶的重要组成成分,已有的研究结果表明:气溶胶中的碳质组分的含量一般占细粒子(PM2.5)质量浓度的10-70%,占PMIO质量浓度的25-35%:占总悬浮颗粒物(TSP)质量浓度的15-25%。
碳质组分包括有机碳(organic carbon,OC)、元素碳(elemental carbon,EC)和少量碳酸盐(carbonate carbon,CC)。
含碳颗粒物能通过直接、间接作用于辐射强迫,影响区域、全球气候变化:OC的光散射作用和EC的强吸光作用可不同程度地降低大气能见度:OC中还含有大量致癌、致畸和致突变物质,严重影响人类生命健康安全。
因此,科学、准确并且连续在线监测大气中的OC和EC的含量,对于研究碳颗粒物的形成机制,研究大气化学反应和污染物的源解析具有重要的意义。
中科天融(北京)科技有限公司(以下简称“中科”)自主研发的TR20N9型大气有机碳元素碳在线分析仪(以下简称“大气OCEC在线分析仪”),其性能达到国际先进水平,满足国内科学需要。
笔者通过实践经验,对该仪器的工作原理、工作流程和日常保养与维护等方面进行总结和介绍,以期为相关的的用户人员提供参考。
1仪器简介1.1仪器原理TR20N9型大气OCEC在线分析仪主要由采样系统、分析系统、激光检测系统和CO2检测系统组成。
其中采样系统包括PM2.5切割器、采样泵和溶蚀器(吸收大气中的VOC)组成:激光检测系统包括透射法(TOT)和反射法(TOR),由激光器和对应光电池组成:分析系统由石英炉和温控系统组成:Co2检测系统主要为NDIR检测器(非分散红外检测技术)。
第一作者:邹长伟,男,1969年生,博士研究生,主要研究方向为环境污染与控制。
3国家自然科学青年基金资助项目(No.NSFC40205018)。
大气气溶胶含碳物质基本特征综述3邹长伟1黄 虹2曹军骥3(1.南昌大学环境科学与工程学院,江西南昌330029;2.华南师范大学化学与环境学院,广东广州510631;3.中国科学院地球环境研究所,陕西西安710075) 摘要准确界定了气溶胶含碳物质,特别是有机碳和元素碳的基本概念,指出了元素碳与黑碳的异同,总结了有机碳和元素碳的排放源,以及二次有机碳的经验公式。
阐述了有机碳、元素碳对全球气候、大气化学过程及人体健康带来的危害及机理。
归纳了气溶胶中有机碳、元素碳组分的空间分布特征、时间变化特征。
概述了国内气溶胶有机碳、元素碳的研究状况,指出国内相关研究重点和趋势。
关键词大气气溶胶碳气溶胶有机碳元素碳R eview on b asic characteristic of aerosol carbonaceous Zou Changwei 1,H uang Hong 2,Cao J unj i 3.(1.S chool of Envi ronmental S cience and Engineering ,N anchang Universit y ,N anchang J iang x i 330029;2.School of Chemist ry and Envi ronment ,S outh China N ormal Universit y ,Guangz hou Guang dong 510631;3.I nstitute of Earth Envi ron 2ment ,Chinese A cadem y of Sciences ,X i ’an S hanx i 710075)Abstract : Based on the researches of carbonaceous aerosol ,clear conception of the carbonaceous especially ,that of organic carbon (OC )and elemental carbon EC )was offered ,and the difference between EC and black carbon (BC )was recognized ;the main sources of OC and EC were summarized ,and the model of quantification of second OC was given ;the influences of carbonaceous on global climate ,atmospheric chemistry process and human health were indicated ;spatial distribution and temporal variation of carbonaceous were reviewed.Research progress of OC and EC in China were summarized and research trend were prospected.K eyw ords : AerosolCarbonaceousOrganic carbonElemental carbon 近年来国外有关气溶胶中含碳物质的研究论文呈显著增长的趋势,碳气溶胶基本特征研究成为当前国际大气化学研究的热点之一。
太原冬季PM2.5中有机碳和元素碳的变化特征*孟昭阳1)张怀德2)蒋晓明3)颜鹏1)王雁2)林伟立1)张养梅1)王淑凤1)1)(中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心中国气象局大气化学开放实验室,北京100081)2)(山西省气象科学研究所,太原030002)3)(防化指挥工程学院,北京102205)摘要2005年12月)2006年2月在太原市区持续观测了气溶胶细粒子PM2.5,并应用Sunset碳分析仪进行了有机碳(organic carbon,O C)和元素碳(elemental carbon,EC)的测定。
结果表明:太原冬季PM2.5,OC和EC浓度均较高,其中PM2.5日平均浓度变化范围为25.4~419.0L g/m3,日平均浓度为193.4?102.3L g/m3,OC平均浓度为28.9?14.8L g/m3,EC平均浓度为4.8?2.2L g/m3,OC/EC平均比值是7.0?3.9,即太原市冬季PM2.5和碳气溶胶污染严重。
O C在PM2.5中占18.6%,EC占2.9%,这表明碳气溶胶是太原大气细粒子污染控制的关键组分。
在太原市冬季,采暖燃烧的煤是OC和EC的主要贡献源,造成OC大大高于EC,从而使OC/EC比值增大。
各种气象条件对PM2.5,OC,EC和O C/EC比值的变化都有不同程度的影响,特别是大雾天气、相对湿度、风速和降雪是影响碳气溶胶浓度变化的重要因素。
关键词:气溶胶细粒子(PM2.5);有机碳(OC);元素碳(EC);太原引言近年来,大气气溶胶作为全球气候变化的重要驱动因子之一,已经成为当前国际全球变化研究的热点问题[1-6],它的一个主要组分含碳物质,已是城市颗粒物污染的重要成分。
气溶胶中的含碳物质主要包含有机碳(OC)和元素碳(EC)以及少量的碳酸碳(carbonate carbon,CC)。
EC又被称为碳黑或石墨碳,由化石燃料或木材等生物质的不完全燃烧产生并由污染源直接排放,故EC只存在于由污染源直接排放的一次气溶胶中。
不同季节广东鹤山超级站大气颗粒物中有机碳(OC)和元素碳(EC)粒径分布研究甘婷;李梅;黄正旭;陈多宏;高伟;李磊;卢江林;蒋斌;毕新慧【摘要】为了解鹤山大气含碳颗粒物的粒径分布特征,于2014年7月和2015年1月,以广东省大气超级监测站为观测平台,采用10级串联撞击式采样器MOUDI 采集了鹤山市夏季和冬季的大气颗粒物,用美国Sun-set有机碳/元素碳分析仪对其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)进行了分析.结果表明,鹤山夏季和冬季PM、OC和EC均主要集中在小于3.2 μm的粒径段.其中OC和EC在0.32~1.0μm粒径段浓度最大,夏季分别为(2.26±0.72) μg/m3和(0.89±0.36)μg/m3,冬季分别为(10.85±5.49) μg/m3和(1.47±0.71) μg,/m3.晴天OC浓度明显在各个粒径段都大于雨天,而EC浓度在晴雨天变化不明显.灰霾天气PM、EC和OC在各个粒径段的浓度都大于优良天气.鹤山大气中的OC和EC相关性以及SOC质量浓度在不同天气情况下存在较大差异.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2015(043)012【总页数】8页(P1934-1941)【关键词】有机碳;元素碳;粒径分布;二次有机碳【作者】甘婷;李梅;黄正旭;陈多宏;高伟;李磊;卢江林;蒋斌;毕新慧【作者单位】暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;广东省环境监测中心,广州510308;暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;暨南大学大气环境安全与污染控制研究所,广州510632;中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广州510640【正文语种】中文由于经济规模迅速扩大和城市化进程加快,大气气溶胶污染日趋严重,由气溶胶造成的能见度恶化事件频发[1]。
广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布一、引言近年来,随着工业化和城市化进程的加快,大气污染问题日益严重,而灰霾是其中一种常见的大气污染现象。
灰霾污染不仅对人们的健康造成威胁,还对能见度和生态环境产生负面影响。
有机碳和元素碳是灰霾污染的主要组成部分,而它们的粒径分布对灰霾的形成与扩散具有重要影响。
通过研究广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布,可以更好地了解灰霾污染的来源和形成机制,为制定有效的污染防治措施提供科学依据。
二、灰霾和大气颗粒物灰霾是指由于大气中悬浮颗粒物质的聚集而形成的一种混浊、模糊的天气现象。
大气颗粒物是指悬浮在大气中的固体或液体微小颗粒,其中包含了有机碳和元素碳等污染物。
它们的来源主要包括工业排放、交通尾气、燃煤和生物质燃烧等。
大气颗粒物根据粒径的大小可以分为可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)。
可吸入颗粒物指直径小于等于10微米的颗粒物,而细颗粒物则是指直径小于等于2.5微米的颗粒物。
细颗粒物对人体的危害更大,因其能够深入到肺部,引起呼吸道疾病和心血管疾病。
三、有机碳和元素碳的定义有机碳是指一类碳质物质,由含碳化合物组成,如石油、木材、煤炭等。
元素碳则是指大气中形成的颗粒物中的纯碳。
有机碳和元素碳在大气中都是主要的碳源。
它们与大气氧气和氮氧化物等反应,形成有机酸、二氧化碳和表面活性物质等。
有机碳和元素碳的主要来源包括燃煤、机动车尾气、油烟排放和工业排放等。
其中,燃煤是最重要的污染源,尤其是在冬季供暖季节。
机动车尾气排放也是有机碳和元素碳的重要来源。
四、有机碳和元素碳的粒径分布有机碳和元素碳的粒径分布对灰霾的来源和扩散具有重要意义。
根据研究,大气颗粒物中的有机碳和元素碳主要集中在细颗粒物(PM2.5)中。
这是因为细颗粒物具有较大的比表面积,能够更好地吸附有机碳和元素碳等污染物。
在灰霾期间,细颗粒物中的有机碳主要集中在0.1-0.5微米的粒径范围内,其次是0.5-1.0微米的粒径范围。
中国大气气溶胶中生物质燃烧的源追踪及灰霾的形成机制中国大气气溶胶中生物质燃烧的源追踪及灰霾的形成机制摘要:中国是世界上生物质能消耗最大的国家之一,生物质燃烧产生的气溶胶是重要的大气污染源之一。
本文对中国大气中生物质燃烧的源追踪及灰霾的形成机制进行综述,通过对相关研究的分析和总结,阐述了生物质燃烧排放的重要性、源追踪方法以及灰霾形成的机理。
一、引言中国是农业大国,农作物秸秆以及农田剩余物大量产生,因此生物质燃烧成为了中国的一种常见能源转换方式。
然而,生物质燃烧产生的气溶胶不仅对大气环境造成严重影响,也对人体健康产生潜在危害。
近年来,随着气候变化以及环境污染问题的加剧,对于生物质燃烧排放的源追踪和灰霾形成机制的研究日益引起了研究人员的广泛关注。
二、生物质燃烧排放的重要性生物质燃烧排放的气溶胶主要包括颗粒物和有机碳。
这些气溶胶对于大气的辐射平衡、云的形成以及能见度都有着重要的影响。
另外,生物质燃烧排放的气溶胶还包含了多种有害物质,如颗粒物,重金属以及有机物等。
这些有害物质对人体健康造成潜在威胁。
三、生物质燃烧源追踪方法为了了解大气气溶胶中生物质燃烧的贡献,科学家们采用了多种方法进行源追踪研究。
其中,基于化学组分分析和同位素技术是最常用的方法之一。
通过分析气溶胶中元素的含量以及同位素比值,可以确定气溶胶的来源。
此外,还可以利用颗粒物的组分特征以及烟雾示踪剂进行源追踪。
四、灰霾形成机制灰霾是生物质燃烧排放的气溶胶主要形式之一。
灰霾的形成涉及复杂的物理和化学过程。
首先,生物质燃烧排放的气溶胶会与大气中的其他物质相互作用,形成细颗粒物。
然后,这些细颗粒物会通过大气扩散、气象条件等因素的影响,逐渐形成较大尺寸的灰霾。
此外,气候变化和大气环境的综合影响也会对灰霾的形成产生重要的影响。
五、总结与展望生物质燃烧排放的气溶胶是中国大气污染的重要来源之一,研究生物质燃烧的源追踪和灰霾形成机制对于了解大气环境污染、气候变化以及人体健康具有重要意义。