Détection et caractérisation du carbone brun dans les particules fines atmosphériques

ZOU Zi-yan ,  

GE Xin-lei ,  

WANG Jun-feng ,  

ZHANG Yun-jiang ,  

LI Hai-wei ,  

CHEN Min-dong ,  

摘要

"Le carbone brun" (BrC) est un composé organique présentant une absorption notable dans la région allant de l'ultraviolet proche à la lumière visible. Il est largement présent dans les particules fines atmosphériques et est considéré comme un composant clé, après le carbone noir (BC), capable d'influencer significativement le forçage radiatif atmosphérique, le changement climatique et la santé humaine. Cependant, la composition chimique du BrC est complexe, ses propriétés optiques varient considérablement, et les méthodes de détection sont nombreuses avec des scénarios d'application diversifiés. Cet article passe en revue systématiquement les méthodes actuelles de détection et de caractérisation du BrC dans les particules fines atmosphériques, comprenant principalement la mesure des propriétés optiques (absorption et fluorescence), la caractérisation physico-chimique (morphologie, composition élémentaire et moléculaire), ainsi que les sources (émissions primaires et formation secondaire) dans trois aspects ; un accent particulier est mis sur la caractérisation de la composition chimique du BrC par différentes spectrométries de masse (comme l’identification moléculaire), et une discussion globale est faite sur la relation entre la composition chimique et les propriétés d’absorption, ainsi que sur l’analyse quantitative des sources. Enfin, en se basant sur l’état actuel de la recherche, les limites des méthodes de détection et de caractérisation du BrC sont soulignées, et des recommandations pour des recherches futures sont proposées, incluant la promotion de la standardisation des méthodes de détection (solvants d’extraction, références standards, modes unifiés de présentation de l’absorption de la lumière, etc.), l’établissement de systèmes de détection complémentaires multi-techniques, ainsi que l’intégration de technologies d’analyse intelligente telles que l’apprentissage automatique. Cet article offre des orientations méthodologiques pour les techniques de détection et de caractérisation du BrC atmosphérique à la communauté scientifique, tout en indiquant les voies d’amélioration des techniques analytiques futures, fournissant ainsi un soutien scientifique pour une compréhension complète des propriétés physico-chimiques du BrC atmosphérique et de ses effets environnementaux, sanitaires et climatiques.

关键词

PM2.5;carbone brun;méthodes de détection;spectrométrie de masse à haute résolution;analyse de sources

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