摘要。于2023年1~2月在中国珠江三角洲地区四个城市（香港、广州、深圳和珠海）8个采样点采集不同粒径（pm2.5和pm10）大气气溶胶样品，测定了pm2.5，pm10及其中的有机碳(oc)和元素碳(ec)浓度。
用低流量采样器预先焙烧过的石英过滤器采集了pm2.5和pm10并采用热光反射法对其进行分析。结果表明，pm2.
5和pm10的平均浓度分别为72.6，111.5g/m3, 其中pm2.
5占pm10质量浓度的70.4%，pm2.5中的oc、ec浓度分别为14.
7g/m3和6.1g/m3，pm10中的oc、ec浓度分别为19.7g/m3和7.
8g/m3。pm2 5和pm10的总碳气溶胶含量分别为35.9％和40.
2％．pm2 5和pm10中oc／ec的平均比值分别为2.4和2.5，这与大多数城市大气的oc／ec比值接近。
珠江三角洲地区oc与ec的相关性很好(大于0.7)，表明oc与ec的排放源相同。次生有机碳(soc)平均浓度分别占pm2.
5中总有机碳浓度的42.6％；pmi0的38.4%.
1.前言。大气碳气溶胶一般可分为有机碳oc和元素碳ec，对环境，人体健康和气候具有重要影响，且在城市和重工业区的大气细粒物中大量存在。
其中，oc（由多环芳香烃pahs和其他可能致癌致突变的组分组成）包括由燃烧等过程直接排放的原生有机碳(primary oc) 和前驱性气体在大气中经过复杂的化学反应而形成的次生有机碳( secondary oc)。而元素碳ec（也称黑炭）可能是仅次于co2的第二大导致温室效应的物质，menon等人指出：ec能够通过加热周围大气，改变区域大气稳定度和大气的垂直运动，影响水文循环等对中国和印度的区域性气候产生重大影响。
此外，大气碳气溶胶也是形成南亚洲‘亚洲黑云’的重要原因，每年近五十万的印度人由于亚洲黑云的过早死亡，亚洲黑云也能导致洪灾和干旱。因此，研究亚洲大气碳气溶胶的浓度及其分布是有重大意义的。
近年来，中国的经济快速成长伴随着化石燃料的大量使用，但却没有对其引起的污染进行有力的控制，越来越多的颗粒物排放到大气中对中国公众的健康产生了不良影响。位于中国南方的珠江三角洲（包括香港）是中国经济最发的地区达，也是高污染地区。由于经济化进程的迅猛发展以及区内机动车数目的大量增长，高颗粒物浓度以及低能见度成为此地区严重的污染问题。
此外，随着经济的发展和人民生活水平的提高，中国大部分城市的机动车尾气的排放以及城市家庭供暖和炊事燃煤产生的废气将会日益增多，碳气溶胶作为颗粒物的主要组分，对其的研究更具有重大意义。
目前，对中国大气颗粒物的研究不足，很少关注细粒物pm10和pm2.5，对oc/ec的研究几乎不存在。本文以2023年冬季珠江三角洲地区四个城市（香港，广州，深圳和珠海）大气中的pm2.
5、pm10为研究对象，**不同粒径中 oc和ec的浓度、**及其对pm2.5及pm10的贡献，以及次生有机碳的形成机制。这将为环境科研与管理部门提供背景数据，从而为有效地控制珠江三角洲地区的大气颗粒物污染和改善空气质量提供科学依据．
2.样品的采集及分析。
2.1.采样点的选择。
珠江三角洲地区占地42794km2，拥有人口38700万。此地区的城市围绕香港和广州两个中心城市以卫星状分布，因此，设8个采样点在四个不同的城市：香港和广州分别设立3个，珠海和深圳各1个（采样点具体位置见图一）。
香港为中国的特别行政区，有700万人口，广州市人口超过1000万，中国南方最大的城市，许多工业化工厂在此建厂。深圳和珠海均为中国的经济特区，分别有着大约200万和60万居民。对采样点的具体描述如下：
香港理工大学：此采样点设在香港理工大学内，采样高度约6m，距离通往跨港隧道的主道路8m，车流量很大（约170000辆/天）。
香港浸会大学：采样点位于香港浸会大学一栋约30m高的建筑物顶部，代表城市商业和居民区采样点。
香港鹤咀：位于香港岛南部，是香港受污染程度最小的地区，采样高度10m。此采样点为背景测站。
中山大学：该点设在中山大学校园中的建筑物顶上，离地面高度约15 m．代表城区采样点．
黄埔：黄埔区是广州市的新兴的工业区．区内有发电厂、化工厂、冶炼厂等．采样点离地面高度约20 m。该点代表工业区采样点。
龙归：距离广州市城区25km，此采样点为郊区采样点，作为背景测站。
深圳罗湖：此测站为深圳环保局所有，位于罗湖区洪湖公园以建筑物顶部，距地面8m，代表城区采样点。
珠海香洲：此测站位于香洲区为珠海环保局所有，采样点位于测站一建筑物屋顶，距地面20米高，代表城区采样点。
2.2. 样品的采集。
为了比较四个城市大气中颗粒物的浓度水平，于2023年1月8日到2月8日使用8个mini-vlo便携式气溶胶采样器（采样流量为5l/min）在香港理工大学进行校正后分别送往在8个采样点同时进行pm2.5和pm10的采样。pu，zu，lh，xz测站每三天采集一次样品（采集时间24小时），其他测站每6天采集一次样品。
冬季是珠江三角洲地区一年中空气质量最差的时期。
在pu采样点使用分别配有2.5g及10g切割头的便携式低流量采样器同时收集pm2.5和pm10样品。
低流量便携式采样器与partisol 2000 低流量采样器的差别小于5 % 滤膜为微纤维石英滤膜(φ 47 mm , whatman , uk) ,使用前于800℃焙烧3 h , 冷却称量。采样流量为5 l·min- 1 ,采集时间为24 h。.采样后将滤膜放置于4°c的冰箱内冷藏以预防挥发组分的损失为了防止挥发组分的挥发，采样后将滤膜放置于4°c的冰箱里冷藏以备进行化学分析。
称量工作在中国科学院地球环境研究所进行，采用灵敏度为1g的电子微量天平(mettle m3，switzerland)称量滤膜质量。为抵消滤膜暴露在空气以及在样品采集、运输过程中的可能引起的污染， 我们也收集了空白样品。但是，由于条件的限制，本研究没有考虑由于挥发而损失的质量。
共采集63份pm2,5样品以及52份pm10样品。
2.3 样品的分析。
oc 和ec 的分析采用热光反射碳分析仪(dri model 2001) ,该仪器采用niosh 认证的热光反射法(tor) 进行检测， .improve-tor法分析oc、ec的过程中，根据固定的温度梯级将oc和ec区分为8个组分oc1（120°c）、oc2（250°c）、oc3（450°c）、oc4（550°c）、ec1（550°c）、ec2（700°c）、ec3（800°c）、opc。improve-tor法分析定义oc为oc1+oc2+oc3+oc4+opc ,ec为 ec1+ec2+ec3-opc.
每天都用已知质量的甲烷校正热光反射碳分析仪(dri model 2001)，oc和ec的背景浓度分别为1.72和0.62g/m3.
oc和ec的检出限均在1.0g/m3以下。
3．结果与讨论。
3.1pm2.5与pm10的浓度及其比值。
珠三角地区八个采样点的pm2.5及pm10的浓度如表1所示。8个采样点的pm2.
524小时平均浓度为72.6749.0g/m3 ，8个采样点中lg（位于广州市）的pm2,5平均浓度最高，达到(138.
67+11.6 mg/m3),很明显是受到测站周边排放源的影响。lg测站远离城市中心区，但其pm2.
5平均浓度甚至高于某些典型的工业区测站比如广州黄埔测站)，这是因为广州市的许多中小型工厂都设立在城乡结合部，而且有没有对这些污染源进行有效地控制，类似于广州省的这种情况在珠江三角洲地区很常见。所以，在珠江三角洲地区由颗粒物造成的空气。
污染很严重。
ht测站的pm2.5平均浓度为41.3+20.0g/m3、低于其他测站。该测站远离香港城市中心，且在海风的影响下扩散效果好，所以该测站的颗粒物浓度值在八个测站中最低。
在香港、广州、深圳、珠海四个城市中，香港的pm2.5质量浓度为最低（54.5+22.
9g/m3），珠海为59.3g/m3，深圳为60.8g/m3，这三个城市的pm2.
5浓度都接近60g/m3。广州的pm2.5平均质量浓度高达105.
9g/m3，标准差高达71.4g/m3，这表明了广州市细粒物污染的严重性以及污染源的多样性。
8个采样点的pm10 24小时平均浓度为111.5+83.5g/m3,lg的pm10浓度（203.
4g/m3）依然为8个采样点中最高的表明在广州，不管是城市和郊区都存在严重的颗粒物污染问题。与pm2.5浓度分布不同的是，pm10的最低检测浓度出现在bu测站，ht测站的pm10浓度为82.
9g/m3与其他城区监测点的浓度值接近，但是受海洋气溶胶影响，ht测站的粗粒物检出值较高。广州pm10的日平均浓度高达161.7g/m3,远超过中国国家空气质量**标准（150g/m3）广州市的高颗粒物浓度可归结为城市机动车的尾气排放和城市工业的影响。
深圳和珠海的pm10浓度均接近80g/m3。
不同测站pm2.5/pm10的比值不同，从51.3%到92.
8%，平均的比值为70.4%，本研究发现珠三角地区的pm2.5浓度高于粗粒物pm2.
5-10浓度，是其2.3倍。因此，控制珠三角地区的pm2.
5浓度就显得更为重要。珠三角地区的pm2.5/pm10为0.
7，远高于中国其他城市（武汉0.61，兰州0.52，重庆0.
65）表明了珠三角地区细粒物污染的严重性。
3.2有机碳和元素碳的浓度。
表2是各采样点的总碳(tc)、有机碳(0c)和元素碳(ec)的浓度．可见，可见pm2.5和pm10中的oc平均浓度分别为14.7+11.
9g/m3, 19.7+16.1g/m3，ec在pm2.
5和pm10中的平均浓度分别为6.1+4.0g/m3和7.
8+5.0g/m3
四个城市pm2.5和pm10中oc和ec的浓度关系均为：广州》深圳》珠海》香港。
广州市的高碳气溶胶浓度也许是由于以下原因造成的：首先，广州的机动车数量多（大于100万辆），其次是城市中的大量工业污染源，还有，冬季居民燃煤的影响。但对于其他城市，机动车尾气是颗粒物的主要**。
香港、深圳和珠海的机动车数量分别为50万，70万和20万。
图2是本研究oc、ec浓度与其他研究的比较。珠三角地区pm2.5中oc的浓度为14.
7g/m3，高于美国的anaheim（13.9g/m3），墨西哥 （12.8g/m3），台湾高雄（10.
4g/m3）韩国首尔（10.3g/m3）美国edison（10.0g/m3）美国伯克班（9.
1）韩国chongju（5.0g/m3）韩国cheju（3.7g/m3）日本sapporo（2.
9g/m3）韩国的kosan（2.4g/m3），但是低于中国北京，美国洛杉矶等城市。ec浓度由大到小为。
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