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14C是示踪大气化石源CO2(CO2ff)排放有效的工具。本研究通过树轮14C重建了西安地区近20年来的大气化石源CO2浓度,获得各个采样点区域内历史时期大气化石源CO2排放的时空变化情况,弥补了观测数据的不足并为目前的化石源CO2研究提供了历史参考数据;进一步利用自行设计的无电力驱动分子筛主动吸附采样方法对西安市大气CO2进行了连续观测,获取了2016年全年5天分辨率的化石源CO2浓度数据,通过与采样期间大气主要污染物(PM2.5、CO、SO2、NO2)浓度的相关性分析,定性分析了不同排放源对大气中化石源CO2的贡献。获得以下几点认识: 1.由于受到化石源CO2排放的影响较为严重,翠华山不能作为区域背景点。西安地区近20年树轮△14C相对于背景大气△14C明显偏负,并呈现显著的下降趋势;各采样点间△14C存在显著的空间差异,相对郊区采样点太煤路,纬什街、兴庆宫公园及陕能源采样点由于区域经济发展较快、人口密度集中,树轮△14C明显偏负,下降速率较快。 2.运用树轮14C重建的化石源CO2浓度大部分呈现增长趋势,如纬什街采样点化石源CO2从11.31±4.39ppm(1988)增长至21.30±2.10ppm(2015),增长速率为0.5ppm/年;陕能源采样点化石源CO2从2.42±2.36ppm(1996)增长至24.95±2.61ppm(2015),增长速率为1.09ppm/年。西安地区社会经济的不断发展所引起的化石能源消耗量的增加是导致化石源CO2浓度逐渐升高的主要原因。同时,由于不同区域内社会经济发展水平不同,化石源CO2浓度和增长速率存在较大的空间分布差异。各区域内经济发展水平与化石源CO2浓度存在正相关性,区域经济总量越大,该地区化石源CO2浓度也相对较高。工业生产活动是西安地区化石源CO2的重要来源,由于不同区域内工业生产所占的比重不同,对化石源CO2的贡献也不同。同时,随着机动车数量的指数增长,交通源对城区内化石源CO2的影响也较大。 3.2016年大气化石源CO2与PM25、CO、SO2、NO2浓度在总体上呈相同的变化趋势,冬季显著高于夏季,变化曲线呈“U”型;秋冬季节,化石源CO2与PM25、CO等污染物浓度在上升同时同步出现了多次浓度峰值。在全年数据的分析中,化石源CO2与CO(R2=0.852,p<0.001)、PM2.5(R2=0.843,p<0.001)及NO2(R2=0.738,p<0.001)相关性显著,与SO2相关性较弱(R2=0.477,p<0.001)。 4.在大气扩散条件良好时,化石源CO2与SO2呈显著的线性相关性(R2=0.703,p<0.001),与NO2(R2=0.338,p=0.005)的相关性较弱;而在秋冬季节,大气扩散条件较差时,与NO2呈显著的线性相关性(R2=0.713,p<0.001),与SO2的相关性则减弱(R2=0.419,p=0.001)。这可能是由于大气扩散条件的改变影响了热厂、电厂等高空点源排放和机动车近地排放对采样点化石源CO2的相对贡献量。在大气扩散条件良好时,高空点源排放的化石源CO2对采样点化石源CO2的影响较大,而在霾天等大气扩散条件较差时,由于大气垂直交换能力减弱,采样点化石源CO2受机动车排放的影响增大。