二次有机气溶胶估算方法比较研究

为研究北京夏季二次有机气溶胶（SOA）浓度，比较多种SOA估算方法的不确定性和在我国的适用性，在CAREBEIJING 2008大型观测期间在城市点北大点和郊区点榆垡点采集大气颗粒物PM_2.5样品，利用多种方法对二次有机碳（SOC）的浓度进行了估算，估算方法包括二次有机示踪物产率法、非一次源OC法、非生物质燃烧水溶性有机碳法（WSOC）和元素碳示踪有机碳/元素碳比值法.估算结果表明，二次有机气溶胶已经成为北京颗粒有机物的重要组成部分，夏季SOC可以占总有机碳（OC）的50%甚至更高。通过模拟我国典型的生物质燃烧，实测建立适合我国的获得了非生物质燃烧WSOC方法中的重要参数，即获得方法中重要参数生物质燃烧排放颗粒物中WSOC/OC的比值，我国生物质燃烧颗粒物中该比值平均为0.48±0.04.多种方法结果均表明，SOA已经成为北京颗粒有机物的重要组成部分，所占比例可以达到50%甚至更高.利用化学质量守恒模型（CMB）和示踪物产率法对颗粒有机物来源进行闭合发现，依靠目前的示踪物技术北京大气颗粒有机物中仍然有20%～27%的来源不清楚.通过综合比较了多种SOC估算方法，确定了各方法在我国的适用性： 示踪物产率法、非一次源OC法和EC示踪OC/EC比值法可适用于我国大气中SOC的估算，但是非生物质燃烧WSOC方法仅适用于我国大气中水溶性SOC的估算，但是不同方法之间存在的系统误差.本研究还对这几种方法的不确定性做了初步的分析，为其他研究者选择估算方法提供参考和依据.示踪物产率法仅估算了几种特定VOCs前体物对SOC贡献，因此低估了总的SOC，但是这种方法是目前唯一一种可以估算特定VOCs前体物对SOC贡献的方法；同样地，非生物质燃烧WSOC法仅估算了水溶性的SOC，因此也低估了总的SOC；非一次源OC法高估了SOC，这主要是由于未能解析出的一次源OC造成的.而且这种高估在城市地区更为显著，主要是因为城市地区一次源相对比较复杂造成的；非生物质燃烧WSOC法低估了总的SOC，而且这种方法仅适用于我国水溶性SOC的估算；EC示踪OC/EC比值法的主要不确定性来自于一次源OC/EC比值的确定，由于这个比值造成的单点误差最高可高估54%或低估64%.

Comparison of Secondary Organic Aerosol Estimation Methods