甲醇和有机混合溶剂提取棕碳气溶胶光学性质的差异及原因探讨
2021-02-17赵美玲黄汝锦
赵美玲 ,黄汝锦 ,杨 露
1.中国科学院地球环境研究所 黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安 710061
2.中国科学院大学,北京 100049
3.中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新中心,西安 710061
含碳气溶胶对空气质量和地-气系统辐射平衡有显著影响(Chung et al,2012),主要包括黑碳和有机碳气溶胶两部分。传统观念认为黑碳是含碳气溶胶中唯一吸光组分,有机气溶胶对光只有散射作用。但随着对大气气溶胶研究的深入,发现部分有机气溶胶组分也具有吸光性且这一现象被越来越多的研究所证实(Andreae and Gelencsér,2006;Laskin et al,2015)。Andreae and Gelencsér
(2006)首次将这类吸光性有机气溶胶命名为棕碳(brown carbon,BrC)。棕碳的光学性质与黑碳有很大区别,黑碳的吸光在整个紫外 — 可见光区都较强,而棕碳在紫外 — 可见光区的吸光则具有波长依赖性,即吸光强度随波长的增加而迅速降低(Bond and Bergstrom,2006;Feng et al,2013)。研究结果表明:棕碳对含碳气溶胶的吸光贡献可达19% — 40%(Liu et al,2015;Zhang et al,2017)。
目前关于棕碳的研究主要集中于光学性质、化学组成、来源和形成机制等方面,但由于棕碳组成的复杂性,因此对其各方面的认知还比较局限(Alexander et al,2008;Bahadur et al,2012;Nguyen et al,2012;张璐等,2017;Xie et al,2017;陈前和陈庆彩,2021)。棕碳的环境影响主要体现在对地表太阳辐射平衡的影响,因此关于棕碳光学性质的研究最为广泛。目前棕碳光学性质的测量方法主要包括光声光谱法、光学透射法和溶剂萃取法(Yang et al,2009;Hecobian et al,2010;Zhang et al,2013;Yuan et al,2016)。其中溶剂萃取法较为常用,溶剂萃取法是指用溶剂萃取大气样品然后对萃取液进行后续分析的一种测量方法。溶剂萃取法不仅可以排除黑碳对棕碳光学性质测量的影响(Lack and Langridge,2013),还可以进一步分析棕碳的化学组分。……
