武汉市工业区含碳气溶胶化学组成及分布特征开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，大气气溶胶作为全球气候变化的重 要驱动因子之一 ，已经成为当前国际全球变化研究的热点问题，它的一个主要组分含碳物质，已是城市颗粒物污染的重要成分。 气溶胶中的含碳物质主要包含有机碳 (OC )和元素碳(E C )以及少量的碳酸碳 (carbonate carbon ，OC) 。E C又被称为碳黑或石墨碳，由化石燃料或木材等生物质的不完全燃烧 产生并 由污染源直接排放 ，故 E C只存在于由污染源直接排放的一次气溶胶中。有机碳 O C 既包括原 生(一次 )气 溶 胶 中的有机碳 ，又包括次生 (二次 )气溶胶中的有机碳 ，次生气溶胶中的有机碳主要是气态有机物经光化学转化而产生 的。O C 中富含致癌物质和 基因毒性诱变 物 ，而 E C 具有较强的吸附能力 ，容易成为富集中心和化学反应床 ，因此会对人类的健康产生很大的威胁。另外 ，E C 具有强吸光能力 ，会对气溶胶的辐射强迫 产生重要影响 ，甚至引起地气系统增温。在降低能见度的过程中 ，O C通过散射 ，EC 通过吸收，它们的共同作用甚至可以达到总消光的 30 ％ ～40 ％。碳气溶胶基本特征及其

气候和环境效应研究成为当前国际大气化学的热点之一 ，但目前关于它的科学认识程度 较低 ，其不确定性因素也很多 ，因此对气溶胶中含碳物质的研究具有重要意义。

目前，对京津翼、珠江三角洲大气中含碳气溶胶中EC和OC的组成及其分布特点已有一些报道，但针对以武汉为中心的华中城市圈还很少有关于EC和OC的化学组成及其分布特点的研究。随着我国中部崛起战略的顺利实施和中部地区相对发达城市的战略产业转型，这可能加重我国中部城市地区的环境污染程度，形象人民生活质量。有限的研究表明，武汉市的整体空气质量水平欠佳，因此我们将对武汉市工业园区的含碳气溶胶化学组成进行测定，并用CMB模型进行数据的整理分析，以探究OC和EC的分布特征，最终明确武汉市工业园区的建设和运行对空气质量的影响。

2. 研究的基本内容与方案

本次采样共采集三个季节十二周，每周至少采集三天，共采集样品约36个，采样时间约为24小时。含碳气溶胶样品的正确采集对于后续样品测试 、数据分析 、结果评估都是至关重要的, 是整个研究过程的基础环节。

首先, 是采样滤膜的选择 。由于碳质组分的测定技术多为热方法和热 - 光方法 ,对采集滤膜要求碳本底低 、热性能好以不影响碳的测定 。聚四氟乙烯滤膜、聚碳酸酯滤膜均是有机碳质滤膜,不适用于碳质组分的测定。玻璃纤维滤膜样品可以用于碳质组分的测定, 但是不尽理想 。因为玻纤滤膜在 950 ℃高温时即熔融成小球, 有时可能会熔入 ec而变成黑色, 导致 e c测定值偏低。石英纤维滤膜具有颗粒物捕集效率高、碳本底低、耐高温(900 ℃) 的特点, 是目前采集碳质组分最常用的一种滤膜。

其次, 用石英纤维滤膜采集气溶胶进行碳质组分研究 ,必须考虑一些干扰因素。有机组分因含有大量半挥发性有机物 ,用石英纤维滤膜采样尤其困难 。如二环多环芳烃多以气态形式存在 ,三环、四环在气态-颗粒态中平衡共存, 这一部分包含了许多有毒有害多环芳烃 , 具有重要研究价值 。五环以上的多环芳烃基本存在于颗粒态。 影响svocs气态 /颗粒态平衡分布的因素有有机物种类 、浓度、环境温度、湿度、采样气流在滤膜上的表观流速等等。

3. 研究计划与安排

第04－07周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需资料；

确定方案，完成开题报告及文献翻译。

第08－12周：完成实验，完成毕业论文设计说明书初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 迟旭光 , 狄一安 , 董树屏 , 等 .大气颗粒物样品中有机碳和元素碳的测定 .中国环境监测 , 1999, 15( 4) : 11 ～ 13

[2] 张泽 , 孙宏 , 郭祥峰 .大气总悬浮颗粒物中有机碳的测定 . 中国环境监测 , 1996, 12( 4) : 16 ～ 19

[3] 迟旭光 , 段凤魁 , 刘咸德 , 等 .北京市大气颗粒物中有机碳和元素碳的浓度水平和季节变化 .中国环境监测 ,2000, 16( 3) : 35 ～ 38