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科學專欄
  Science column
黑碳儀的監測及應用
編輯:賽克瑪瀏覽次數:4077 時間:[16-06-13]


  • 背景介紹


黑碳是大氣氣溶膠中重要的吸光性物質,其他種類的氣溶膠顆粒物在可見光區的吸收都不到黑碳的0.001倍,除去一些特殊的天氣狀況(如沙塵、揚塵),黑碳氣溶膠對光吸收占總量的90%到95%以上。黑碳儀就是利用黑碳氣溶膠對光的這種吸收特性進行測量的。七波段黑碳儀(美國Magee Scientific公司,AE-31)利用光學衰減法對大氣中黑碳氣溶膠濃度進行測量,也可獲得光學吸收系數,測量波段為7個波段:370nm、470nm、520nm、590nm、660nm、880nm和950nm,由紫外到近紅外波段,可對不同物質的吸光特性進行監測分析,對顆粒物源解析應用有重要貢獻。以下為不同波段黑碳儀可指示組分的描述:

序號

種類

波長

作用

1

UV

370nm

用于測量煙草、木頭等燃燒產物

2

Blue

470nm

用于測量煙草、木頭等燃燒產物,和柴油機的燃燒排放

3

Green

520nm

用于分辨沙塵氣溶膠

4

Yellow

590nm

未知,可能用來區別煙草煙霧等黃色成分影響

5

Red

660nm

未知,可能用來區別赤鐵礦粉末等紅色成分影響

6

IR-1

880nm

煤炭和機動車燃燒產物

7

IR-2

950nm

煤炭和機動車燃燒產物

  • 應用實例:
1.黑碳儀在北京城區監測應用


Wang Gengchen, Bai Jianhui,Kong Qinxin, et al.,2005. Black Carbon Particles in the Urban Atmosphere in Beijing. ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES, VOL. 22, NO. 5, 640–646

黑碳儀在不同天氣情況下監測數據

(重污染情況下的黑碳濃度明顯高于清潔天氣情況)

2. 黑碳儀的源解析應用



通過Aethalometer 源解析模式進行計算,獲得不同波段生物質燃燒和機動車燃燒對光學吸收系數的貢獻。由圖可見:生物質燃燒即木頭燃燒在短波長的排放,高于交通排放(470nm處計算得出)。