新冠肺炎疫情期间南京市PM2.5中碳质组分污染特征分析

纪 源，赵秋月，陈 凤，陈 东

(1.南京信息工程大学大气物理学院，江苏 南京 210044；2.江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室，江苏 南京 210036)

碳组分是大气细颗粒物PM2.5(空气动力学直径小于2.5 μm的气溶胶粒子)的重要组成成分，含量约占PM2.5的20%～80%[1-2]。含碳组分主要是由有机碳(OC)、元素碳(EC)和碳酸盐碳(CC)组成[3]，其中，CC仅在沙尘气溶胶中占比较高[4]，城市PM2.5中占比很小，故可忽略[5]。大气中OC主要由燃料燃烧排放的一次有机碳(POC)和光化学反应产生的二次有机碳(SOC)组成[6]。OC的化学组分复杂，包含多环芳烃和正构烷烃等有机物，不仅对能见度影响较大且具有很强的毒性，严重影响空气质量和人体健康[7]。EC主要来自于化石燃料的不完全燃烧[8]，其具有很强的吸光性，对大气的消光可达到大气总消光的30%～40%[9]，同时EC对地球辐射热量和气候变化有巨大影响[10-11]。

相比于亚洲发达地区、北美和欧洲城市，我国部分地区OC和EC浓度值偏高。例如，日本埼玉县在2009年7月至2010年4月间监测的OC和EC平均浓度分别为5.5 和3.1 μg·m-3[12]，纽约2000年2月至2003年12月期间OC和EC浓度分别为2.7和1.1 μg·m-3[13]。而西安(2003年OC和EC浓度分别为64.8和14.3 μg·m-3)和重庆(2003年OC和EC浓度分别为50.9 和12.3 μg·m-3)的含碳气溶胶浓度显著偏高，这可能与当地高煤炭消耗和气象条件不利于污染扩算有关[14]。与西安相比，华北平原发达城市如北京、天津和青岛的碳气溶胶浓度相对较低，这可能是由于民用部门采用天然气等清洁燃料逐渐取代煤和生物燃料等传统燃料所致[15]。此外，CAO等[14]对2003年中国14个城市碳气溶胶浓度的研究显示，相对于南方以及沿海地区，北方和内陆城市浓度往往较高。……