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保定市含碳气溶胶昼夜变化特征及来源研究

气溶胶

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.1 大气物理、化学交叉

含碳气溶胶对区域大气辐射平衡及空气质量变化具有重要影响。2025年4月至2026年3月，在保定市城区利用MA200多波段黑碳仪、滤膜采样及化学分析方法开展昼夜连续观测，获取黑碳（BC）、棕碳（BrC）、有机碳（OC）和元素碳（EC）质量浓度，并结合常规污染物及气象要素数据，分析含碳气溶胶的昼夜变化特征及来源贡献。

结果表明，研究期间保定市BC平均浓度为（2.02±1.54）μg/m³，呈现明显“冬高夏低”的季节变化特征。受夜间边界层降低及交通排放叠加影响，BC与EC均表现出显著“夜高昼低”的变化特征，其中秋季夜间EC浓度达1.45μg/m³，显著高于白天（0.54μg/m³）。受采暖期影响，冬季棕碳日间平均光学吸收系数高达63.92Mm⁻¹，夜间平均光学吸收系数为84.95Mm⁻¹，同时吸收Ångström指数（AAE）平均为1.5，表明生物质燃烧及燃煤排放贡献较大；夏季AAE值接近1.1，说明化石燃料燃烧贡献增强。基于多波段黑碳仪模型的源解析结果显示，化石燃料燃烧为BC的主要来源，年平均贡献率为74.82%，而生物质燃烧在秋季贡献率最高达32.52%。进一步采用EC示踪法和最小相关性法估算二次有机碳（SOC），结果表明SOC呈现明显“昼高夜低”特征，夏季白天OC/EC比值最高达21.5，SOC对OC贡献率达44.88%，反映出夏季光化学反应促进挥发性有机物向二次有机气溶胶转化的作用显著。