南海和東北印度洋氣溶膠黑碳來源及其影響獲揭示

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近日，中國科學院廣州地球化學研究所博士后耿曉飛與研究員張干等，與澳大利亞James Cook大學教授Michael Bird等合作，運用基于催化加氫技術的雙碳同位素（δ13C-Δ14C）分析，定量分析了南海和東北印度洋氣溶膠黑碳的濃度并示蹤其來源，討論了黑碳大氣沉降對海洋碳循環的影響。相關成果發表于ES&T，并入選當期副封面文章。

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相關研究論文入選ES&T當期副封面文章。研究團隊 供圖 

氣溶膠黑碳是一種短壽命氣候污染物，在極端氣候事件和海洋碳循環中發揮著重要作用。長期以來，海洋氣溶膠黑碳來源的定量解析，一直是一項技術挑戰。

該研究發現，氣溶膠黑碳的濃度和δ13C-Δ14C均表現出顯著的空間異質性。在南海和東北印度洋，可識別出氣溶膠黑碳的六個雙碳同位素省，分別是“近中國大陸南海海域”、“南海偏遠海域”、“近東南亞印度洋海域”、“印度洋偏遠海域”、“馬六甲海峽”和“巽他海峽”。

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南海和東北印度洋氣溶膠黑碳的雙碳同位素特征。研究團隊 供圖

基于同位素質量守恒模型，該研究發現化石燃料燃燒和生物質燃燒對南海和東北印度洋氣溶膠黑碳的貢獻分別為50.3±12.3%（28-82%）和49.7±12.3%（18-72%）。結合航運業船舶黑碳排放模擬、金屬元素示蹤和氣團后向軌跡等綜合分析，可對黑碳來源進行了更為深入的探究。結果顯示，液體化石燃料燃燒和C3植物燃燒是該研究海域氣溶膠黑碳的主要來源。

盡管該研究中氣溶膠黑碳的δ13C-Δ14C測定基于催化加氫技術，而溶解態黑碳的δ13C-Δ14C測定基于苯多羧酸法，但是這兩種方法測定δ13C-Δ14C表現出一定的可比性。在此基礎上，進一步的跨圏層同位素指紋對比，顯示海洋氣溶膠黑碳與海水溶解態黑碳表現出相似的雙碳同位素組成特征，提示黑碳大氣沉降可能是海洋溶解態黑碳的重要來源。