燃烧生成棕色碳的三维荧光光谱分析
作者:邓汝乐; 高鹏; 贾松; 王雪飞
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燃烧是大气棕色碳气溶胶的主要来源。具有不同化学成分的燃料可能会在最终的棕色碳中产生不同的生色团。在实验室中,对11种常见物质(稻草、木材、煤炭和生活垃圾)进行了模拟和燃烧,并收集了烟气中可溶于甲醇的有机产物。通过紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)和三维荧光光谱(EEMs)对收集到的甲醇可溶有机物(Aristole)进行了表征。此外,结合从非负矩阵分解法(NMF)提取的三维荧光光谱的主要成分的特征激发/发射光谱,根据荧光信号轮廓的差异区分不同种类的物质,为追踪棕色碳的来源奠定基础。结果表明,秸秆和木材燃烧源棕碳的紫外-可见吸收光谱相似,在265nm处有肩峰。随着波长的增加,瓦楞纸板和塑料燃烧源对棕色碳的吸收降低。由于基本成分相同,EEM的棕色碳对应于每种生物质和纸板,具有相似的轮廓。NMF分析结果表明,MSOM的生物质和纸板中有三种主要荧光成分,即腐殖质C1、C2和类蛋白质C3。煤的EEM在长波上有很强的分布,这可归因于芳香族,M1、M2和M3荧光团被其EEM分解,它们的位置相对于生物质红移。根据荧光团的位置和光谱信号的剖面特征,可以区分生物质和煤炭。泡沫、塑料袋和塑料瓶属于有机高分子材料。它们的EEM和生物量有很大不同,三者之间也存在差异。MSOM的泡沫塑料袋中含有四种荧光成分,而MSOM的塑料瓶中只能得到两种荧光基团。