大气颗粒物中的碳质物质可分为元素碳(EC)、有机碳(OC)和碳酸盐碳(CC)。等效黑碳(BC)的物理和化学浓度通过吸收大气环境的辐射在辐射平衡中发挥重要作用。

 

  通常测量大气OC和EC浓度，以支持大气颗粒物源分配计算，气溶胶辐射影响研究，以及了解空气污染暴露和健康影响的努力。越来越多的注意力集中在水溶性有机碳(WSOC)上，它构成了总有机碳的很大一部分。

 

  WSOC影响气溶胶的吸水性，帮助颗粒充当云凝结核(CCN)，并可能参与东北亚霾的形成。WSOC可以包括分子标记物，如取代酚、左旋葡聚糖、胆固醇、树脂酸、烷酸、烯酸、烷二酸和芳香酸。

 

  这些有机化合物大多与二次有机气溶胶(SOA)有关;然而，左旋葡聚糖和胆固醇是初级有机气溶胶(POA)的组成部分，它们源于纤维素的热分解和动物产品的烹饪。

 

  这些重要的POA标记可以通过多种分析方法确定。颗粒入液采样器(PILS)通过过饱和的水蒸气冷凝产生气溶胶，产生足够大的水滴，可以通过惯性撞击收集。所得的液体样品可以用离子色谱法分析水溶性无机离子和总有机碳(TOC)分析仪。

 

  Bae等人^[1]将WC与TOC分析仪相结合，测量WSOC、水不溶性有机碳(WIOC)和无机碳(IC)，包括元素碳(EC)。通过捕获液体流动中的细小气溶胶并将其送入TOC分析仪，对环境样品进行连续分析。

 

  将WSOC、WIOC和IC的碳浓度与使用Sunset碳分析仪(CA)分别测量OC和EC的气溶胶碳浓度进行比较。

 

  图1. 美国纽约州奥尔巴尼大气科学研究中心^[1]

 

  这些分析仪于2009年1月12日至29日在美国纽约奥尔巴尼的大气科学研究中心(42.6920◦N, 73.8323◦W)部署和运行(图1)。图2描绘了通过水旋流器-总有机碳(WC-TOC)分析仪和CA进行碳测量的采样器。

 

  主要样品系由一个多管管组成，随后是一个碳整体有机剥蚀物和WC-TOC或CA。碳整体有机剥蚀物与一个半实时碳分析仪共享，流速为16.7 L / min (lpm)。碳单体赤玉被用来收集和保留气相有机化合物，可以代表一个积极的人工制品。

 

  总之，利用实时碳分析仪CA将总碳与EC和OC的平行测量值进行比较。WC-TOC与CA之间的碳数据比较结果吻合良好(r2 = 0.82，线性回归斜率= 0.98)。

 

  此外，还确定了两个事件。基于CTD分析和TWOC与OC之间的关系，这两个事件可能是不同气溶胶源的结果，第一个事件是由一次源引起的，第二个事件是由次源引起的。

 

  图2. 水循环-总有机碳(WC-TOC)分析仪、有机碳(OC)和元素碳(EC)分析仪(OCEC)、扫描迁移率粒度光谱仪(SMPS)和锥形元素振荡微天平(TEOM)的采样器示意图^[1]

 

  [1] Bae M S , Schwab J J , Park D J ,et al.Carbonaceous aerosol in ambient air: Parallel measurements between water cyclone and carbon analyzer[J]., 2019(3):6..

 

 

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