- 大气14CO2采样分析
全球气候变暖备受世界关注，大气 CO2 浓度的持续增加是造成全球气候变暖的重要原因。工业革命前大气 CO2 浓度只有 278 ppmv（ppmv 表示 mL·L–1），至 2020 年大气 CO2 浓度已达419 ppm， CO2 浓度累计增加已经超过 43%。全球大气 CO2 浓度增加，主要是由于人为化石燃料（煤、石油和天然气）的大量使用（IPCC，2007）。2009 年哥本哈根世界气候大会达成共识，为防止全球平均气温再上升 2℃，到 2050 年，全球温室气体减排量需达到1990 年的 80%，大气 CO2 浓度不超过 450 ppm，为此世界各国着手制定各自的“碳减排”政策。定量监测和评估全球不同区域的碳排放动态已成为各国实施“碳减排”政策所关注的焦点，准确有效地示踪化石源 CO2 的时空变化特征对全球“碳减排”和气候变化研究都具有重要意义。
放射性碳同位素（14C）的半衰期为 5730±40年（Godwin，1962）。在漫长地质历史时期形成的化石燃料，由于放射性衰变，其14C 已经枯竭，其燃烧释放的 CO2 中不含有14C，非化石源CO2由于自然界碳循环而含有相当数量的14C。通过化石源与非化石源 CO2 的14C组成差异，可以定量计算出化石源 CO2 占大气总 CO2的比例。已有研究表明，1 ppm不含14C 的化石源CO2 将对380 ppm 的现代大气的 Δ14C 产生 2.8‰的耗损（Turnbull et al，2006）。大气中14CO2 被认为是监测化石源 CO2 排放最直接有效的示踪剂（Levin and Hesshaimer，2000；Levin et al，2003；Turnbull et al，2006；Kuc et al，2007）。
大气二氧化碳提取采用全空气样冷阱法提取。1)富集： 先用泵将真空系统抽至真空(5*10-3mbar以下)，确定系统不漏气后， 全空气以固定流量如200ml/min（质量流量控制器设定流速）流入真空系统，通过水阱（Water trap）除去水份（水阱主要为干冰和乙醇混合液），二氧化碳气体和杂质气体（例如挥发性有机污染物等）都收集于二氧化碳阱中（CO2 Trap，主要为液氮阱） ；在此过程中，系统压力一般小于10mbar。2)纯化：待全部空气样品提取完全，用真空泵抽系统至较高真空（5*10-3mbar），在此过程中，大部分杂质气体已被除尽，样品中二氧化碳仍然被保留在二氧化碳阱中；3）定量：通过压力计对纯化后的二氧化碳进行定量。4）收集：定量后，将二氧化碳转移至指管（液氮阱）中，并准备石墨化。5）对石墨化后的样品用AMS进行测试。
实验室成员在深圳野外采集大气CO2样品
大气CO2的纯化与浓缩，与还原锌法制样同线
2. 气溶胶碳质组分14C分析
碳质气溶胶(Carbonaceous Aerosols) 是大气气溶胶的重要组成部分，可影响全球气候变化、大气能见度、区域空气质量和人类健康。若不考虑碳酸盐，气溶胶中的碳质可分为有机碳（OC）和元素碳（EC）两大类，是大气气溶胶中的重要组成部分。如，在广州，包括元素碳（EC）、一次有机气溶胶（POA）、二次有机气溶胶（SOA）等在内的有机质，在PM2.5质量中所占比重可达40～50%。
碳同位素是示踪大气碳质气溶胶来源和大气过程的有力工具。不同碳质组分的稳定和放射性碳同位素组成（δ13C和Δ14C），可提供关于其来源和过程的重要信息，信噪比（S/N）高、可比性强。黑碳（BC）的δ13C-Δ14C“双碳”同位素示踪技术近年广泛应用。根据研究目的和对象，还可以对水溶性OC (WSOC）或者腐殖酸（HULIS）进行14C分析。
