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本文利用过去20年在华南大陆与南海北部广大地区采集的气溶胶分级样品,根据现有分析元素碳(EC)的各种方法,通过对比实验,确立了分析历史样品中EC的合理实验方案,并以此对华南大陆和南海北部历史20年气溶胶样品的EC及其长期变化趋势进行了研究和探讨;为气候模式评估该区域的气候和环境变化提供珍贵的实测输入参数,降低气溶胶辐射强迫估值的不确定性。结果表明,历史样品中,只有四组样品在700℃以上即会熔化,是国产玻璃纤维滤膜样品;其余样品均能承受870℃的高温,为国产石英纤维滤膜样品。现有的“quartz.par”升温方案,用于分析历史的国产石英样品是较为合理可信的。降低升温过程中的最高温度、并适当缩短其持续灼烧的时间,这对于分析国产玻璃滤膜样品是十分必要的;但不适用于国产石英样品,它会造成EC的结果偏高。
⑴永兴岛1988年11月的等效元素碳(AEC)浓度普遍较低,介于0.07-1.99μg/m3之间,可视为华南清洁旱季的参考本底,但相比青海瓦里关的EC全球本底0.03-1.2μg/m3而言,则略有偏高。90年代后期,华南地区PM10范围内的AEC普遍在粗、细粒子段有一个峰值,即“双峰”结构明显。1998年以后,(次微米级)细粒子成为了区域空气污染中的首要污染物,AEC质量浓度的“单峰”形态显著,这在旱季的局地污染情况下表现得尤为突出。
⑵旱季的AEC质量浓度明显高于雨季,与雨季降水的“湿清除”机制及总体扩散条件有较大关系,季节变化特征显著。重工业地区的AEC质量浓度明显高于周边地区,且AEC随高度增加而减少,这与近地层内风的垂直分布对污染物的扩散影响相关。AEC主要集中在粒径<2.1μm的细粒子段,对局地污染而言,政府应重点加强对细粒子的治理。
⑶经济发展以及人类活动,是影响区域环境变化的重要因子。在1988~2006年间,广州地区AEC的长期变化规律呈“M型”,即广州的空气质量在“好转”与“恶化”之间起伏波动,但总体上在重污染区高位震荡;各地区的空气质量差别不明显,区域气候特征显著。