白冰冰, 洪 军*, 李思思, 刘 佳, 郭孟如, 黄 颖, 孔少飞

(中国地质大学(武汉) 环境学院, 湖北 武汉 430074)

0 引 言

黑碳(black carbon, BC)是有机质(生物质及化石燃料等)不完全燃烧的产物[1], 其物理与化学性质都十分稳定, 是一种惰性极高的物质, 在全球碳循环中扮演着非常重要的角色[2-3]。黑碳排放以后, 一部分进入大气, 另一部分进入土壤。进入大气和土壤中的黑碳经过大气干湿沉降和地表径流等迁移途径, 最终沉积在河流、土壤、湖泊和海洋等环境中[4-5]。黑碳因其吸光特性, 在大气辐射升温作用中扮演重要角色[6], 黑碳的多孔性和高比表面积使其对有机物有较高的吸附能力, 对环境中污染物的迁移和降解有重要影响[7]。

溶解态黑碳(dissolve black carbon, DBC), 即黑碳的水溶性组分, 其操作上定义为通过固相萃取(solid-phase extraction, SPE)可吸附的黑碳[8], 可以通过浸出和地表径流从黑碳中释放出来[9]。溶解态黑碳在分子水平上为多环芳族碳的总和[10], 目前普遍认为溶解态黑碳的分子结构为被部分亲水性官能团(羧基、羟基等)取代的浓缩稠环结构(5～8 个苯环)[8,11,12]。溶解态黑碳主要来源于土壤黑碳的降解、大气黑碳的氧化降解及大气中极细颗粒黑碳的沉降[13-15]。各类淡水生态系统[10,11,16,17]及海水[8,18]中均检测到溶解态黑碳的输出, 之前的研究显示, 全球河流输送到全球海洋的溶解态黑碳通量每年约(26.5±1.8)百万吨[9], 这一过程是迄今为止最大的海洋溶解态黑碳来源。而近期研究显示, 大气沉降物也是海洋溶解态黑碳的重要来源之一, 大气气溶胶中的溶解态黑碳沉降在全球海洋中的通量每年约(1.8±0.8)百万吨[19]。……