民用蜂窩煤燃燒排放顆粒物的化學(xué)組成和穩(wěn)定碳同位素特征

黃 衛(wèi), 畢新慧, 張國(guó)華, 黃 渤, 林欽浩,王新明, 盛國(guó)英, 傅家謨

(1. 中國(guó)科學(xué)院 廣州地球化學(xué)研究所 有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510640; 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

0 引 言

由于燃燒效率的不同, 民用燃煤排放的污染物要比工業(yè)燃煤高很多。民用燃煤雖然只消耗了不到10%的煤炭總量, 卻貢獻(xiàn)了大氣中43%的煙塵[1]。民用燃煤是我國(guó)最大的黑碳排放源[2]。有關(guān)民用燃煤排放的問(wèn)題已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。有研究發(fā)現(xiàn), 煤炭燃燒排放的刺激性酸性氣體對(duì)人體健康會(huì)造成一定影響[3–4]。民用燃煤還會(huì)排放大量的持久性有機(jī)污染物(POPs), 如多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、多氯萘(PCNs)、二惡英(PCDD/Fs)等[5–6]。另外, 空氣中的重金屬也有很大一部分來(lái)自民用燃煤的排放[7]。近年來(lái), 有關(guān)民用燃煤排放對(duì)全球變化的影響在國(guó)內(nèi)逐漸展開(kāi)。如, Chen Ying-jun et al.和Zhi Guo-rui et al.較為深入地分析了不同成熟度的煤燃燒有機(jī)碳(OC)和元素碳(EC)等的排放因子[8–12]。Shen Guo-feng et al.研究了煤炭和生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的 PAHs和其衍生物的排放因子, 以及民用固體燃料排放 EC 的質(zhì)量吸收效率值(MAE)[13–17]。劉源等測(cè)量了民用燃煤碳質(zhì)顆粒的排放因子[18]。以往的研究偏重于燃煤排放中對(duì)人體健康和環(huán)境危害比較大的一類(lèi)或幾類(lèi)成分進(jìn)行研究。這些研究成果為了解民用燃煤的健康和氣候效應(yīng)奠定了一定基礎(chǔ), 但對(duì)燃煤排放總體的化學(xué)組分和同位素組成方面還相對(duì)有限。研究燃煤排放總體的化學(xué)組分和同位素組成可為大氣源解析研究提供科學(xué)依據(jù)。

本文將對(duì)不同成熟度的民用蜂窩煤燃燒排放PM 的化學(xué)組成, 包括元素、OC、EC、水溶性無(wú)機(jī)離子(WSII), 粒徑分布, 穩(wěn)定碳同位素特征和 MAE值進(jìn)行比較系統(tǒng)地研究, 并討論原煤成熟度對(duì)它們的影響。目的是建立民用燃煤排放PM的成分譜, 為大氣污染源解析研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 樣品與分析

樣品的采集等工作已經(jīng)發(fā)表[19], 簡(jiǎn)述如下: 分別采集5種不同成熟度的煤進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。這些煤樣包括1種無(wú)煙煤(晉城(JC), Ro= 1.88%)和4種煙煤(沁園(QY), Ro= 1.51%; 臨汾(LF), Ro= 1.35%; 宣威(XW) , Ro= 1.20%; 平頂山(PDS), Ro= 0.77%); 原煤的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果見(jiàn)表 1。煤樣先經(jīng)過(guò)粉碎, 然后摻合40%的黏土制作成高6 cm、直徑9 cm的蜂窩煤。燃燒實(shí)驗(yàn)所用的煤爐(高27 cm, 直徑21 cm,內(nèi)徑 12.5 cm)購(gòu)買(mǎi)于廣州農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。把該煤爐放在一個(gè)長(zhǎng)方體的不銹鋼室(長(zhǎng)150 cm, 寬80 cm, 高80 cm)里來(lái)完成民用蜂窩煤的燃燒、煙氣冷卻、采集等過(guò)程。在不銹鋼室前進(jìn)氣口處安裝有 PM濾網(wǎng)和一個(gè)流量為792 L/min的鼓風(fēng)機(jī)。大部分(約為96%)煙氣通過(guò)一根6 cm的不銹鋼管排放到外部環(huán)境中, 其實(shí)際流量可從排出管道上的渦街流量計(jì)上讀出; 少部分(約為4%)燃煤煙氣被大流量采樣器采集到石英濾膜上, 其實(shí)際流量可從采樣器上自帶的儀表讀取。不銹鋼室所處實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度是 24～26 ℃, 相對(duì)濕度為55%～60%。采樣處的溫度為25～31 ℃。

表1 原煤的工業(yè)分析和元素分析以及燃煤排放PM的元素分析Table 1 The ultimate and proximate analysis of raw coal and the ultimate analysis of PM

PM 采集流程如下: 將煤爐底部放置一定量的木炭并點(diǎn)燃。然后加入1塊煤球并引燃。在第1塊煤球燃燒1 h后再加入第2塊煤球, 并清理出爐中的木炭灰及未燃盡的木炭。1 h后, 將第3塊煤球加到爐中。然后迅速將煤爐放到不銹鋼室中, 封閉后開(kāi)始采樣。1塊煤球的燃燒時(shí)間大約為3 h, 采1 h 3塊不同燃燒程度的煤球燃燒排放大約相當(dāng)于采集1塊煤球整個(gè)燃燒排放。在采樣前石英膜置于450 ℃的馬弗爐中焙燒 6 h, 以去除可能的有機(jī)污染。與此同時(shí), 部分煙氣以 15 L/min的流速采集到一個(gè)1000 L的特氟龍氣體采樣袋中。該部分氣體立即用差分粒子電遷移器 (DMA)和冷凝粒子計(jì)數(shù)器(CPC)進(jìn)行分析。

元素和穩(wěn)定碳同位素組成分別用元素分析儀(Vario EL Ⅲ Elementar)和Finigan氣相色譜-同位素比值質(zhì)譜儀(Delta XL Plus GC-IRMS)進(jìn)行分析。水溶性無(wú)機(jī)離子 WSII, 包括無(wú)機(jī)陰離子(F–、Cl–、和陽(yáng)離子(Na+、使用離子色譜法(Metrohm,Houston, TX)進(jìn)行檢測(cè)。OC、EC是用熱-光 OCEC碳分析儀(Thermal/Optical OCEC Analyzer)通過(guò)NIOSH 5040分析方法獲得。根據(jù)我們以前的工作[20],燃煤煙氣排放的有機(jī)物主要為脂肪族脂類(lèi)、藿烷類(lèi)、多環(huán)芳烴和酚類(lèi)物質(zhì), 根據(jù)這些物質(zhì)得到 9種燃煤排放的OM/OC的比值在1.03～1.18之間, 因此本文采用了OC轉(zhuǎn)換為OM的系數(shù)為1.1。

2 結(jié)果與討論

如表2所示, 在無(wú)煙煤排放的PM中, WSII含量最高, 占到 PM的29.5%, 其次為OM和EC。除了無(wú)煙煤外, 其余4種煙煤排放的PM中絕大部分為OM, 含量為71.0%～80.3%; 其次為WSII和 EC,含量分別為 0.83%～10.4%和 1.02%～3.45%。OM、EC和 WSII三類(lèi)物質(zhì)共占無(wú)煙煤燃燒排放 PM的40.5%, 占煙煤燃燒排放的 76.4%～88.9%。無(wú)煙煤燃燒溫度比較高, 可超過(guò) 1000 ℃, 燃燒排放的OM 含量也較少, 因此煙氣中無(wú)機(jī)礦物質(zhì)含量比例較高[21–22], 所以O(shè)M、EC和WSII所占總排放的比例較低。

表2 燃煤排放PM的主要化學(xué)組成(%)Table 2 The major chemical composition (%) of PM from the emission of coal combustion

2.1 原煤與燃煤排放PM的元素組成

如表1所示, 5種煤在主要組成元素上的差別并不大, C、N、O和S的含量范圍分別為73.2%～83.3%、0.91%～1.32%、4.45%～8.41%和0.44%～2.82%。但這5種煤燃燒排放的PM元素組成差別則很大。如JC燃燒排放C、N、O和S的含量分別15.5%、20%、20.1%和16.2%, 而 PDS的分別為79.7%、1.15%、7.34%和1.65%。并且隨著煤成熟度的提高, 燃煤排放PM的C含量百分比下降, 而N、O和S的含量百分比隨之升高。通常, 煤的燃燒主要分為兩部分:揮發(fā)分的燃燒和固定碳的燃燒; 在燃燒的過(guò)程中,揮發(fā)分被加熱釋放出來(lái), 以氣體的形式在空氣中燃燒, 不完全燃燒的部分則形成PM; 固定碳的燃燒則為在固定碳的表面燃燒, 完全燃燒形成 CO2, 不完全燃燒則形成CO[23]。對(duì)于加工成型蜂窩煤來(lái)說(shuō), 表面積基本相同, 因此固定碳燃燒的速率和消耗的氧氣量差別不大。而民用煤爐的爐膛溫度在900 ℃以上, 大于將揮發(fā)分從煤中熱解處理的溫度。因此揮發(fā)分在煤中的含量決定了單位時(shí)間內(nèi)揮發(fā)分的燃燒量和燃燒程度。成熟度越高的煤含有揮發(fā)分越少,成熟度越低的煤含有的揮發(fā)分越多。這就決定了成熟度高的煤主要的燃燒形式為大量固定碳和少量揮發(fā)分的燃燒, 其主要的產(chǎn)物則為 CO2或 CO和少量的PM。隨著成熟度的降低, 揮發(fā)分的增多, 煤的燃燒方式變?yōu)榇罅康膿]發(fā)燃燒和少量固定碳的燃燒,不完全燃燒也同時(shí)加劇, 產(chǎn)生了大量的碳質(zhì)顆粒,從而造成生成的PM中的碳含量較高。因此, 隨著成熟度的升高煤的揮發(fā)分燃燒更充分, 更多的揮發(fā)分燃燒后以氣體的形式排放到空氣中, 所以 C的含量百分比降低。而N和S主要來(lái)源于原煤, 燃燒后的產(chǎn)物主要為酸性氣體、酸或鹽類(lèi), 其在PM中的含量與原煤中含量有一定的關(guān)系。

2.2 OC、EC和PM的排放因子與成熟度的關(guān)系

PM的排放因子(EFPM)計(jì)算公式如下:

EFPM(g/kg) = Δm× F/W

式中: Δm為一張石英濾膜采樣前后的質(zhì)量差; F為采集煙氣的分流比; W為燃燒煤的質(zhì)量。

OC和EC的排放因子(EFOC和EFEC)計(jì)算公式如下:

式中: COC和CEC分別為石英濾膜上每平方厘米OC、EC的含量, 單位為μg/cm2; A為石英濾膜的有效采樣面積, 單位為 cm2; F為采集煙氣的分流比; W為燃燒煤的質(zhì)量。

如表3所示, 無(wú)煙煤燃燒的EFPM、EFOC和EFEC最小, 分別為2.21 g/kg、0.22 g/kg和0.004g/kg。煙煤燃燒 EFPM、EFOC和 EFEC都比較高, 其中以 PDS的排放最高, 分別為70.3 g/kg 、46.1 g/kg和2.42 g/kg。與生物質(zhì)燃燒(EFPM、EFOC和EFEC分別為8.1-8.5 、2.2-3.6和0.91-1.6 g/kg)[14]相比, 無(wú)煙煤的排放比較少, 但是煙煤EFPM和EFOC比生物質(zhì)燃燒排放高。

燃煤 EFPM、EFOC和 EFEC與煤的成熟度呈現(xiàn)顯著關(guān)系。從圖1可以看出, 5種煤燃燒PM、OC和EC的排放因子與煤的成熟度呈冪指數(shù)關(guān)系。其中EFPM與煤成熟度的冪指數(shù)相關(guān)性最好, 相關(guān)系數(shù)R2達(dá)0.92。EFOC和EFEC與煤成熟度的相關(guān)性較好, R2的分別為0.77和0.76。

表3 五種煤燃燒OC、EC和PM的排放因子(EFOC、EFEC和EFPM)以及EC的MAETable 3 EFOC, EFEC, EFPM and MAE of OC, EC and PM from the emission of 5-coal combustion

圖1 EFPM、EFOC和EFEC與煤的成熟度的關(guān)系Fig.1 The relationship between EFPM, EFOC and EFEC and geological

除了排放的顆粒質(zhì)量濃度上的差異外, 圖 2顯示了顆粒數(shù)濃度和粒徑分布上的差異?？梢钥闯?煙煤新鮮排放 PM的顆粒數(shù)濃度比無(wú)煙煤多很多。從粒徑分布上看, 無(wú)煙煤燃燒排放 PM 的粒徑分布呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu): 一個(gè)峰值粒徑出現(xiàn)在0.25 μm左右;另一個(gè)粒徑段比較小, 范圍為 0.04～0.15 μm, 峰值粒徑在 0.09 μm 處。煙煤排放的 PM 粒徑范圍為0.3～1.0 μm, 峰值粒徑在 0.58 μm 左右。大部分無(wú)煙煤排放的 PM 粒徑范圍與生物質(zhì)燃燒排放類(lèi)似[24],而大于汽車(chē)排放的 PM 粒徑(0.01～0.2 μm)[25–26]。無(wú)煙煤燃燒排放的較小峰值區(qū)與汽車(chē)尾氣較為相似。煙煤排放的 PM大小較生物質(zhì)燃燒和汽車(chē)尾氣排放的PM大。

圖2 無(wú)煙煤(JC)與煙煤(PDS)的PM排放粒徑分布特征Fig.2 The size distribution of particles emitted from anthracite and bituminous coal combustion

2.3 MAE與成熟度的關(guān)系

MAE是衡量EC光學(xué)特性的重要參數(shù)。其計(jì)算公式如下:

整地是核桃栽培過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)整地可以對(duì)核桃栽培環(huán)境進(jìn)行改善，提高土壤肥力。核桃樹(shù)形高大，根系深廣，在栽培之前應(yīng)該要深挖定植穴，一般定植穴的直徑為1 m左右，如果土質(zhì)比較粘重或者底層出現(xiàn)礫石，則應(yīng)該要適當(dāng)增加核桃定植穴的大小。

MAE (m2/g) = ATN/[ECs × C × R(ATN)]

式中: ATN為光衰減量; ECs為熱-光OCEC碳分析儀所測(cè)得EC值, 單位為μg/cm2; C和R(ATN)為兩個(gè)修正系數(shù)[17]。

5種不同成熟度的煤的燃燒排放的EC的MAE在0.17～21.9 m2/g之間(見(jiàn)表3)。無(wú)煙煤燃燒排放EC的MAE值較大, 煙煤燃燒排放EC的MAE值較小。以往的實(shí)驗(yàn)研究表明, 木塊、作物秸稈、生物質(zhì)顆粒、煤燃燒排放EC的MAE值分別為3.1 (2.4～3.7) m2/g、6.6 (5.5～7.6) m2/g、9.5 (6.7～12) m2/g和7.9 (4.8～11) m2/g[17]。煙煤燃燒排放EC的MAE值較無(wú)煙煤小很多, 一般也較生物質(zhì)燃燒小, 而無(wú)煙煤要較生物質(zhì)燃燒排放大很多。不過(guò), EC的MAE值受測(cè)量方法的影響很大[17]。本文研究目的不是為了比較不同源排放 EC的MAE值, 而是要比較MAE值受成熟度的影響程度。如圖3所示, MAE的值與煤成熟度成指數(shù)關(guān)系,R2為0.79。有研究表明這可能與PM的化學(xué)組成以及混合狀態(tài)有關(guān)[27–29]。

圖3 EC的MAE 與煤的成熟度的關(guān)系Fig.3 The relationship between MEA of EC and geological maturity of the coal

2.4 WSII的排放因子

如表4所示, 5種燃煤WSII的排放因子大小順序?yàn)? QY ＞ LF ＞ JC ＞ PDS ＞ XW, 分別為 1245 mg/kg、1165 mg/kg、653 mg/kg、582 mg/kg 和 361 mg/kg。5種燃煤平均WSII的排放因子為801 mg/kg。排放最高的陽(yáng)離子為, 排放因子為63.1～355 mg/kg,占 WSII總量的 8.11%～54.3%, 平均占 23.5%; 排放最高的陰離子為, 排放因子為 114～716 mg/kg,占WSII總量的17.5%～61.5%, 平均占44.4%。不同的煤種間WSII排放因子差異明顯。王丹等研究生物質(zhì)燃燒WSII的總排放因子為684～2776 mg/kg; K+和Cl–的排放因子最高, 分別占 WSII總量的 12.9%～44.3%和 34.9%～50.1%[30]。顯然, 5種燃煤排放的WSII總量明顯低于生物質(zhì)燃燒, 且 WSII的組成特征也不盡相同。

表4 燃煤WSII的排放因子(mg/kg)Table 4 The emission factor (mg/kg) of WSII from the coal combustion

2.5 原煤與燃煤排放PM的穩(wěn)定碳同位素特征

如圖4所示, 原煤的δ13C值變化范圍為–25.0‰～–23.0‰, 平均值為–23.8‰。燃煤排放PM的δ13C值變化范圍為–24.5‰～ –22.8‰, 平均值為–23.6‰。燃煤排放PM的δ13C值基本隨著原煤的δ13C值變化趨勢(shì)而變。與陳穎軍等研究的 4種原煤 δ13C平均值–23.97‰±0.62‰和 燃 煤 PM 的 δ13C 平 均 值–23.63‰±0.44‰基本一致[31]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道, C3植物燃燒排放 δ13C 值的范圍為–23.9‰～ –30.6‰, 平均值–27.1‰; C4植物的為–11.1‰～ –14.6‰, 平均值–13.5‰[31,32]。燃煤排放的δ13C平均值約比C3植物燃燒重3.3‰, 比C4植物燃燒輕10.1‰。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的δ13C平均值為–25.3‰[31], 較燃煤排放的δ13C值輕1.7‰。

圖4 原煤及燃煤排放顆粒的δ13C特征Fig.4 δ13C values of the raw coal and PM emitted from coal combustion

3 結(jié) 論

(1) 無(wú)煙煤排放的PM中, WSII在 PM中含量最高, 占PM的29.5%, 其次為OM和EC。煙煤排放的 PM 中絕大部分為 OM, 含量為 77.5%～87.6%;其次為 WSII和 EC, 含量分別為 0.83%～10.4%和1.02%～3.45%。無(wú)煙煤燃燒排放的 PM 粒徑范圍為0.05～0.4 μm。煙煤燃燒排放的 PM 粒徑范圍為0.3～1.0 μm。

(3) 無(wú)煙煤燃燒排放因子 EFPM、EFOC和 EFEC最小, 分別為2.21、0.22和0.004 g/kg; 煙煤中成熟度最低的煤排放最大, 分別為70.3 g/kg、46.1 g/kg和2.42 g/kg。煤燃燒PM、OC和EC的排放因子與煤的成熟度成冪指數(shù)關(guān)系。

(4) 5種不同成熟度的煤燃燒排放PM 的MAE值在0.17～21.9 m2/g之間。無(wú)煙煤的MAE值較大, 煙煤的MAE值較小。MAE值與煤成熟度成指數(shù)關(guān)系。

(5) 燃煤平均 WSII的排放因子為 801 mg/kg,排放量最高的 WSII為和, 平均分別占WSII排放總量的23.5%和44.4%。

(6) 原煤的 δ13C 值變化范圍為–25.0‰～ –23.0‰,平均值為–23.8‰。燃煤排放PM的δ13C值變化范圍為–24.5‰～ –22.8‰, 平均值為–23.6‰。

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[1] 毛健雄, 毛健全, 趙樹(shù)民. 煤的清潔燃燒[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1998: 1–414.Mao Jian-xiong, Mao Jian-quan, Zhao Shu-min. Clean Coal Combustion [M]. Beijing: Science Press, 1998: 1–414 (in Chinese).

[2] 曹?chē)?guó)良, 張小曳, 王亞強(qiáng), 車(chē)惠正, 陳東. 中國(guó)大陸黑碳?xì)馊苣z排放清單[J]. 氣候變化研究進(jìn)展, 2006, 6(2):1673–1719.Cao Guo-liang, Zhang Xiao-ye, Wang Ya-qiang, Che Huizheng, Cheng Dong. Inventory of black carbon emission from China [J]. Adv Climat Chang Res, 2006, 6(2): 1673–1719 (in Chinese with English abstract).

[3] Tian L W, Lucas D, Fischer S L, Lee S C, Hammond S K,Koshland C P. Particle and gas emissions from a simulated coal-burning household fire pit [J]. Environ Sci Technol, 2008,42(7): 2503–2508.

[4] Zhang J J, Smith K R. Household air pollution from coal and biomass fuels in China: Measurements, health impacts, and interventions [J]. Environ Health Perspect, 2007, 115(6):848–855.

[5] Lee R G M, Coleman P, Jones J L, Jones K C, Lohmann R.Emission factors and importance of PCDD/Fs, PCBs, PCNs,PAHs and PM10 from the domestic burning of coal and wood in the UK [J]. Environ Sci Technol, 2005, 39(6): 1436–1447.

[6] Zeedijk I H. Polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations in smoke aerosol of domestic stoves burning wood and coal[J]. J Aerosol Sci, 1986, 17(3): 635–638.

[7] Junninen H, Monster J, Rey M, Cancelinha J, Douglas K,Duane M, Forcina V, Muller A, Lagler F, Marelli L, Borowiak A, Niedzialek J, Paradiz B, Mira-Salama D, Jimenez J, Hansen U, Astorga C, Stanczyk K, Viana M, Querol X., Duvall R M, Norris G A, Tsakovski S, Wahlin P, Horak J, Larsen B R.Quantifying the impact of residential heating on the urban air quality in a typical European coal combustion region [J]. Environ Sci Technol, 2009, 43(20): 7964–7970.

[8] Chen Y J, Bi X H, Mai B X, Sheng G Y, Fu J M. Emission characterization of particulate/gaseous phases and size association for polycyclic aromatic hydrocarbons from residential coal combustion [J]. Fuel, 2004, 83(7/8): 781–790.

[9] Chen Y J, Sheng G Y, Bi X H, Feng Y L, Mai B X, Fu J M.Emission factors for carbonaceous particles and polycyclic aromatic hydrocarbons from residential coal combustion in China [J]. Environ Sci Technol, 2005, 39(6): 1861–1867.

[10] Chen Y J, Zhi G R, Feng Y L, Fu J M, Feng J L, Sheng G Y,Simoneit B R T. Measurements of emission factors for primary carbonaceous particles from residential raw-coal combustion in China [J]. Geophys Res Lett, 2006, 33(20): 1–4.

[11] Chen Y J, Zhi G R, Feng Y L, Liu D Y, Zhang G, Li J, Sheng G Y, Fu J M. Measurements of black and organic carbon emission factors for household coal combustion in China: Implication for emission reduction [J]. Environ Sci Technol,2009, 43(24): 9495–9500.

[12] Zhi G R, Chen Y J, Feng Y L, Xiong S C, Li J, Zhang G,Sheng G Y, Fu J M. Emission characteristics of carbonaceous particles from various residential coal-stoves in China [J].Environ Sci Technol, 2008, 42(9): 3310–3315.

[13] Shen G F, Tao S, Wang W, Yang Y F, Ding J N, Xue M, Min Y J, Zhu C, Shen H Z, Li W, Wang B, Wang R, Wang W T, Wang X L, Russell A G. Emission of oxygenated polycyclic aromatic hydrocarbons from indoor solid fuel combustion [J]. Environ Sci Technol, 2011, 45(8): 3459–3465.

[14] Shen G F, Tao S, Wei S Y, Chen Y C, Zhang Y Y, Shen H Z,Huang Y, Zhu D, Yuan C Y, Wang H C, Wang Y F, Pei L F, Liao Y L, Duan Y H, Wang B, Wang R, Lu Y, Li W, Wang X L, Zheng X Y. Field measurement of emission factors of PM, EC, OC, parent, nitro- and oxy-polycyclic aromatic hydrocarbons for residential briquette, coal cake, and wood in rural Shanxi, China [J]. Environ Sci Technol, 2013, 47(6):2998–3005.

[15] Shen G F, Tao S, Wei S Y, Zhang Y Y, Wang R, Wang B, Li W,Shen H Z, Huang Y, Yang Y F, Wang W, Wang X L, Simonich S L. Retene emission from residential solid fuels in China and evaluation of retene as a unique marker for soft wood combustion [J]. Environ Sci Technol, 2012, 46(8): 4666–4672.

[16] Shen G F, Yang Y F, Wang W, Tao S, Zhu C, Min Y J, Xue M,Ding J N, Wang B, Wang R, Shen H Z, Li W, Wang X L,Russell A G. Emission factors of particulate matter and elemental carbon for crop residues and coals burned in typical household stoves in China [J]. Environ Sci Technol, 2010,44(18): 7157–7162.

[17] Shen G F, Chen Y C, Wei S Y, Fu X F, Zhu Y, Tao S. Mass absorption efficiency of elemental carbon for source samples from residential biomass and coal combustions [J]. Atmos Environ, 2013, 79: 79–84.

[18] 劉源, 張?jiān)獎(jiǎng)? 魏永杰, 竇晗, 顧達(dá)薩, 曾立民, 邵敏. 民用燃煤含碳顆粒物的排放因子測(cè)量[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007, 27(9): 1409–1416.Liu Yuan, Zhang Yuan-xun, Wei Yong-jie, Du Han, Gu Da-sa,Zeng Li-min, Shao Min. Measurement of emission factors of carbonaceous aerosols from residential coal combustion [J].Acta Sci Circums, 2007, 27(9): 1409–1416 (in Chinese with English abstract).

[19] Huang W, Huang B, Bi X H, Lin Q H, Liu M, Ren Z F, Zhang G F, Wang X M, Sheng G Y, Fu J M. Emission of PAHs,NPAHs and OPAHs from residential honeycomb coal briquette combustion [J]. Energ Fuel, 2014, 28(1): 636–642.

[20] Bi X H, Simoneit B R T, Sheng G Y, Fu, J M. Characterization of molecular markers in smoke from residential coal combustion in China [J]. Fuel, 2008, 87(1): 112–119.

[21] 于敦喜, 徐明厚, 易帆, 黃建輝, 李庚. 燃煤過(guò)程中顆粒物的形成機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 煤炭轉(zhuǎn)化, 2004, 27(4): 7–12.Yu Dun-xi, Xu Ming-hou, Yi Fan, Huang Jian-hui, Li Geng. A review of particle formation mechanisms during coal combustion [J]. Coal Convers, 2004, 27(4): 7–12 (in Chinese with English abstract).

[22] 隋建才. 燃煤過(guò)程中亞微米顆粒形成與排放的研究[D]. 武漢: 華中科技大學(xué), 2006.Sui Jian-cai. Study on submicrom particle formation and emission [D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2006 (in Chinese with English abstract).

[23] Warnatz J, Maas U W, Dibble R, Combustion. Berlin: Springer,2006: 1–378.

[24] Zhang H F, Hu D W, Chen J M, Ye X N, Wang S X, Hao J M,Wang L, Zhang R Y, An Z S. Particle size distribution and polycyclic aromatic hydrocarbons rmissions from agricultural crop residue burning [J]. Environ Sci Technol, 2011, 45(13):5477–5482.

[25] Ning Z, Chan K L, Wong K C, Westerdahl D, Mocnik G, Zhou J H, Cheung C S. Black carbon mass size distributions of diesel exhaust and urban aerosols measured using differential mobility analyzer in tandem with Aethalometer [J]. Atmos Environ, 2013, 80: 31–40.

[26] Kwanhee C, Juwon K, Ko A, Myung C L, Park S, Lee J.Size-resolved engine exhaust aerosol characteristics in a metal foam particulate filter for GDI light-duty vehicle [J]. J Aerosol Sci, 2013, 57: 1–13.

[27] Lan Z J, Huang X F, Yu K Y, Sun T L, Zeng L W, Hu M. Light absorption of black carbon aerosol and its enhancement by mixing state in an urban atmosphere in South China [J]. Atmos Environ, 2013, 69: 118–123.

[28] Ram K, Sarin M M, Tripathi S N. Temporal trends in atmospheric PM2.5, PM10, elemental carbon, organic carbon, water-soluble organic carbon, and optical properties: Impact of biomass burning emissions in the Indo-Gangetic Plain [J].Environ Sci Technol, 2012, 46(2): 686–695.

[29] Jacobson M Z. Strong radiative heating due to the mixing state of black carbon in atmospheric aerosols [J]. Nature, 2001,409(6821): 695–697.

[30] 王丹, 屈文軍, 曹?chē)?guó)良, 張小曳, 車(chē)慧正. 秸稈燃燒排放顆粒物的水溶性組分分析及其排放因子[J]. 氣溶膠研究,2007 (5): 31–34.Wang Dan, Qu Wen-jun, Cao Guo-liang, Zhang Xiao-ye, Che Hui-zheng. Analysis of watar-soluble species in emission particulate from regional stalk burning and their emission factors[J]. Aerosol Res, 2007 (5): 31–34 (in Chinese with English abstract).

[31] 陳穎軍, 蔡偉偉, 黃國(guó)培, 李軍, 張干. 典型排放源黑碳的穩(wěn)定碳同位素組成研究[J]. 環(huán)境科學(xué), 2012, 33(3): 673–678.Chen Ying-jun, Cai Wei-wei, Huang Guo-pei, Li Jun, Zhang Gan. Stable carbon isotope of black carbon from typical emission sources in China [J]. Environ Sci, 2012, 33(3):673–678 (in Chinese with English abstract).

[32] 寧有豐, 劉衛(wèi)國(guó), 張慶樂(lè). 植物體燃燒前后碳同位素組成的變化[J]. 地球化學(xué), 2004, 33(5): 482.Ning You-feng, Liu Wei-guo, Zhang Qing-le. Variations of carbon isotopic compositions of plants and their products of burns [J]. Geochimica, 2004, 33(5): 482 (in Chinese).