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基于14C同位素的珠三角碳质气溶胶垂直分布及来源解析 – 以广州塔梯度观测为例

有机碳，元素碳，放射性碳同位素，广州塔

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.10 吸光气溶胶理化特性及环境气候效应

大气环境中的碳质气溶胶（OC和EC）对空气质量、全球气候以及人类健康具有重要影响，其精准溯源是制定大气污染防治的核心支撑。放射性碳同位素（¹⁴C）半衰期5730年，可精准量化化石燃料（例如机动车尾气、燃煤）和非化石燃料（例如生物质燃烧）对OC和EC的贡献。本研究依托珠三角最高建筑物广州塔，在地面、118米和488米三个高度开展了为期一年的大气颗粒物梯度观测，并对其碳质气溶胶的浓度以及¹⁴C信号进行了测定。观测结果显示，OC和EC浓度呈现随高度升高而显著下降的垂直分布特征，其中488米处的平均浓度仅约为地面的一半。¹⁴C来源解析结果表明，EC的化石源贡献随高度上升略有下降，从地面的~80%降至488米的~70%；而OC的化石源贡献则呈现相反的垂直变化趋势，从地面的~30%增至488米的~45%。这种垂直差异性表明不同高度下碳质气溶胶的来源演化的复杂性，推测高空OC化石源占比上升与高空二次有机气溶胶（SOA）的生成机制、前体物来源与地面存在较大差异密切性相关。本研究揭示了珠三角典型城区碳质气溶胶在垂直空间上的分布特征、来源及大气演化，为深入理解城市群大气污染的垂直迁移转化过程提供了新的观测证据。