用碳同位素比技术定量分析城市碳排放的来源

摘要

碳排放是温室气体排放的一个总称或简称。二氧化碳(CO2)是主要的温室气体,2005年已占全球温室气体排放总量的95％,要有效地控制或减缓全球气候变暖的进程,关键在于减少大气CO2的排放。城市大气CO2的来源被认为是:石化燃料燃烧(燃煤、机动车尾气)、大气CO2本底和生物质产物,增长主要来自石化燃料燃烧。现有的基于污染源排放清单统计估算城市大气 CO2来源的方法误差大,难以准确反映城市大气 CO2排放量的真实值和真实体现城市减排措施的有效性。因此,需要寻找一种从污染源到受体(CO2)的传输过程中较为稳定的示踪剂,从城市大气CO2出发定量估算其来源。
　　碳同位素比从污染源到受体的传输过程中同位素分馏现象不明显,是很好的示踪剂,其中碳-14(14C)是一种半衰期为5730年的放射性β核素。由于石化燃料(煤、石油等)的形成时间远远大于14C的半衰期,导致石化燃料中不存在14C,也就是说,石化燃料燃烧产生的大气CO2中不存在14C。14C已成为估算大气CO2中来自石化燃料贡献的非常简便、有效的工具。近年来国外已有基于大气14CO2值估算大气 CO2中来自石化燃料贡献的科研报道。国内还未有此类科研报道。国内外更没有定量估算出大气 CO2中来自燃煤和石油燃料贡献的报道。本项目建立了用碳同位素比技术定量估算城市碳排放(CO2排放)来源的方法:用CO2浓度和14C同位素比值(?14C)定量估算石化燃料和生物质的贡献、用CO2浓度和稳定同位素比(δ13C)值定量估算来自燃煤和机动车尾气的贡献;并基于该方法在国内外率先初步定量估算上海市 CO2中来自燃煤、机动车尾气和生物质产物的贡献。
　　上海市大气 CO2中来自生物质的贡献大于燃煤和机动车尾气,且各来源具有时空分布特征。生物质、燃煤和机动车尾气的贡献占大气 CO2浓度的比率分别为27.8ppm~68.0ppm(5.8%~14.0%)、2.1ppm~60.0ppm(0.4%~12.1%),2.9 ppm~60.7 ppm(0.1%~11.7%)。大气CO2中来自燃煤的贡献大于白天,来自煤燃烧的贡献随高度的增高而增大,而来自机动车尾气的贡献则正好相反,随高度增高而减少,准确地反映了来自不同污染源 CO2的传输特征,同时也证明了本研究中定量方法的可靠性。

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1引 言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的结构

2 14C和δ13C估算城市碳排放来源方法的建立

2.1 背景介绍

2.2 方法原理

3 实验方法

3.1 样品的采集

3.2 样品前处理

3.3 实验测定

4 结果与讨论

4.1 大气样品中CO2的时空特征分布

4.2 上海市碳排放的来源

5 结论与展望

5.1 论文的工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

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