大氣黑碳監(jiān)測(cè)發(fā)展概述

更新時(shí)間：2022-09-28

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黑碳（BC）是大氣氣溶膠的重要組成部分，主要是化石燃料和生物質(zhì)燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，對(duì)城市空氣質(zhì)量、人體健康、區(qū)域和全球氣候變化等有顯著影響^[1]。

監(jiān)測(cè)方法

1、1984年Hansen等人基于光學(xué)衰減方法研制了黑碳儀^[3]

2、1999年Bond等人改進(jìn)黑碳粒子吸收光度計(jì)^[4]

3、2004年P(guān)etzold等人研制多角度吸收光度計(jì)^[5]

4、2007年中國(guó)科學(xué)院安光所團(tuán)隊(duì)基于光學(xué)衰減技術(shù)研制了雙光路光電探測(cè)器檢測(cè)光衰減量的儀器^[6]

5、2021年，杭州朋譜科技有限公司自主研發(fā)了BC-100黑碳分析儀，采用光學(xué)衰減法，實(shí)現(xiàn)了黑碳的連續(xù)、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)設(shè)備

目前，基于光衰減技術(shù)，能夠量產(chǎn)并投入市場(chǎng)的黑碳監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括國(guó)外的Magee AE33、MetOneBC-1054等，還有國(guó)產(chǎn)的BC-100等。

遮蔽效應(yīng)

黑碳分析儀在測(cè)量過(guò)程中，由于遮蔽效應(yīng)的影響，測(cè)量濃度會(huì)逐漸降低。

遮蔽效應(yīng)是指隨著濾膜上的顆粒物累積程度加深，顆粒物之間會(huì)相互遮擋，使一些本應(yīng)該有光吸收的顆粒物未受到光照射，導(dǎo)致整體光吸收偏低，表現(xiàn)為BC監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不斷降低，更換濾膜時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)生突變。

目前，針對(duì)遮蔽效應(yīng)的修正方法，主要有雙點(diǎn)修正^[7]和算法修正^[8]兩類。

朋譜科技BC-100黒碳分析儀

BC-100黑碳分析儀采用自適應(yīng)修正算法消除了遮蔽效應(yīng)。目前該產(chǎn)品已成熟量產(chǎn)，取得權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)報(bào)告，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期，可應(yīng)用于大氣超站建設(shè)、交通站建設(shè)、走航監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)：

[1]D. Massabò, Prati P . An overview of optical and thermal methods for the characterization of carbonaceous aerosol[J]. La Rivista del Nuovo Cimento:1-48.

[2]H Moosmüller, Chakrabarty R K, Arnott W P . Aerosol light absorption and its measurement: A review[J]. JOURNAL OF QUANTITATIVE SPECTROSCOPY AND RADIATIVE TRANSFER, 2009, 110(11):844-878.

[3]Hansen A , Rosen H , Novakov T . The aethalometer — An instrument for the real-time measurement of optical absorption by aerosol particles[J]. Science of the Total Environment, 1984, 36(none):191-196.

[4]Bond T C , Anderson T L , Campbell D . Calibration and Intercomparison of Filter-Based Measurements of Visible Light Absorption by Aerosols[J]. Aerosol Science & Technology, 1999, 30(6):582-600.

[5]Petzold A , Sch?Nlinner M . Multi-angle absorption photometry—a new method for the measurement of aerosol light absorption and atmospheric black carbon[J]. Journal of Aerosol Science, 2004, 35(4):421-441.

[6] 伍德俠, 魏慶農(nóng), 劉世勝,等. 雙光路光電探測(cè)器及其檢測(cè)光衰減量的方法:, CN100590416C[P]. 2010.

[7]Hansen A . Method and apparatus for the analysis of materials: US, US8411272 B2[P]. 2013.

[8] 蔡園青, 徐學(xué)哲, 周家成,等. 黑碳儀測(cè)量氣溶膠吸收系數(shù)的校正算法和影響因素研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2021, 41(9):10.

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