前言
关键词:农作物残渣燃烧、颗粒物数浓度、化学成分、棕碳、 吸光度、中国东北
合作单位:中国环境科学研究院、首都师范大学、国家卫星气象中心、北京市人工影响天气办公室、伦敦国王学院等
第一作者:王庆鲁(硕士研究生)
通讯作者:王莉莉副研究员、程苗苗博士
背景介绍
成果概况
图2. 不同阶段的粒度分布。(a)完全燃烧过程(线性),(b)整个燃烧过程(log-log),(c)明烧阶段(线性)和(d)焖烧阶段(线性)
团队为了确定田间生物质燃烧的颗粒物数浓度(250 nm < Dp < 10000 nm)在数量浓度和体积浓度方面是否高于气溶胶背景水平,分析了整个燃烧过程中不同燃料的 250-32000 nm 颗粒的平均粒径分布。从图2(a)和(b)可以看出水稻释放颗粒物数浓度高于玉米;图2(c)和(d)表明,明烧阶段释放出了大部分的颗粒物,其平均数浓度比焖烧阶段要高出约2倍。
图3. 每次实验的PM2.5中主要成分的质量百分比
表1. 与其他地方报告的类似测量结果相比,本研究将主要成分的质量分数重构为PM2.5质量
实验证实,当不同农作物秸秆在较低温度(焖烧阶段)燃烧时,BrC吸光占比更大。如图4所示,AAE与MCE呈大致负相关(r = -0.77),表明与明烧(MCE ≥ 0.9)相比,焖烧(MCE < 0.9)更有利于BrC的产生。所以, AAE和MCE的关系与不同燃烧条件下的BrC和BC比例密切相关。
图6. BrC相对于 EC / OC 和AAE的吸收贡献(黑色符号代表375 nm,红色符号代表470 nm,蓝色符号代表528 nm。每个点代表每次燃烧实验)
主要结论
1. 农作物焚烧释放的颗粒物主要集中在细粒子(280 nm)中,且明烧释放的颗粒物数浓度高于焖烧,总颗粒数浓度比背景值高出约8倍。
2. PM2.5化学组分中,碳质气溶胶组分(包括OC和EC)占比最高(50 %),其次是水溶性离子中Cl-和K+这两类主要示踪离子(10 %)。研究得出对于评估生物质燃烧贡献很重要的 OC / EC , K+ / OC 和 K+ / EC 的定量结果。
其他
参考文献:Wang L., X. Jin, Q. Wang, H. Mao, Q. Liu, G. Weng, and Y. Wang, 2020: Spatial and temporal variability of open biomass burning in Northeast China from 2003 to 2017. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 1-8.
文献链接:https://doi.org/10.1080/16742834.2020.1742574
现场工作照
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