大气棕色碳(Brown carbon，BrC)是一类吸光强度随着波长增加而迅速减弱的吸光性有机碳，因而BrC主要吸光区域集中于近紫外可见光区，其对空气质量，大气化学过程和全球辐射平衡有着重要的影响。BrC因其光学特性而得名，也正由于其独特吸光性质颠覆了过去研究者一直认为有机碳纯粹散射太阳辐射而致冷的观点，这也给相关气候模型引入了更大的不确定性。BrC的气候效应根源于其光学性质，而其光学性质又与其来源和分子组成有着莫大的联系。然而，由于BrC是最近十几年才提出的新概念，目前研究对BrC的测定方法尚不成熟，BrC来源和吸光性质的认识还十分有限，并且缺乏大尺度时空范围内BrC的实地观测数据，以上三点都使得当前评估BrC的气候效应存在着较大的不确定性。基于此，本研究以水溶性BrC为研究对象，探讨了其测定方法，以及我国典型城市大气中水溶性棕色碳的来源和吸光性质。　　使用紫外可见分光光度计测定颗粒物萃取溶液中棕色碳的吸光值是当前应用最为广泛的分析方法，但该溶剂和pH可能对该分析方法存在一定的影响。本研究工作首先探讨了离子强度、浓度、萃取溶剂和pH对水溶性BrC吸光性质测定的影响。结果表明溶液的pH值能够对水溶性BrC吸光值的测定造成明显的影响，具体表现为，水溶性BrC的质量吸光效率（Mass absorption efficient，MAE365）随萃取液pH值的上升而增加，但吸光Angstr(o)m指数(AAE)随pH值的上升而下降。萃取溶剂对水溶性BrC的影响也不能忽视，当溶剂由水转换为甲醇时，水溶性BrC的MAE365有所增加，但AAE有所下降。pH和溶剂对水溶性BrC吸光性质的影响可能与水溶性BrC中的硝基芳香类化合物有关。相对而言，水萃取溶液中的离子强度和浓度对水溶性BrC的吸光值的影响较小，但当较低浓度的水溶性BrC溶于甲醇时，得到的AAE值可能会被低估。考虑到pH对水溶性BrC测定的影响，本研究通过理想有机溶液模型的估算，建议使用0.25mg/mL的“颗粒物/水”比例提取水溶性有机碳(WSOC)，以定义参考pH值和测量WSOC吸光值。在确定类腐殖质(HULIS)对WSOC的吸光贡献率的过程中，HULIS的pH应校准至与水萃取溶液一致，以排除pH不同带来的误差。　　本研究第二部分，研究了2014年10月25日至11月29日期间，北京APEC前中后HULIS的来源，分子组成和吸光性质。本部分的研究以双碳同位素确定HULIS的来源和大气化学过程，以傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT ICR MS)研究其中的分子组成，这是首次将以上两种技术结合应用于BrC的研究中。结果表明HULIS具有更强的吸光能力，并且是WSOC的主要吸光组分，贡献了WSOC在365nm波长处80.2±6.1％的吸光。相对于non-HULIS(δ13C=-20.8±0.3‰和fnf=62±8％)，HULIS较之贫13C和富集化石源（δ13C=-24.2±0.6‰和fnf=53±4％），表明HULIS具有相对较慢的老化速率。APEC前后HULIS中较高比例的含硫化合物可能与化石燃料燃烧排放的大量二氧化硫有关，而APEC期间较高比例的含氮化合物则与生物质燃烧和硝基自由基化学有关。HULIS的分子组成除了受到其来源影响之外，与气象条件也有十分重要的联系。APEC前HULIS具有较多的高氧化水平分子可能与水相反应在较高相对湿度下得到了促进有关，而APEC后颗粒物较高的酸度则可能促进了有机物酸催化反应以生成较多的含硫化合物。从HULIS的来源，组成和吸光性质之间的关系中，我们发现HULIS的不饱和度似乎在其吸光能力方面扮演着重要的作用，而不饱和度受其来源和大气老化过程的影响。来自于化石来源的HULIS可能具有相对较高的不饱和度，相应的具有较高的光吸收能力。然而，在大气中的老化（氧化）过程，具有相同化石源贡献率的HULIS的不饱和度可能因为老化（氧化）程度的不同而不同。总体而言，我们发现:尽管APEC前HULIS的化石贡献率与APEC后的化石源贡献率相当，但APEC前的HULIS在氧化过程中不饱和度降低，导致相应的MAE365值较低。而APEC后MAE365值显著升高，这不仅仅因为燃煤供暖而导致的化石源贡献率较高，还由于在这期间氧化程较低的HULIS具有较高的不饱和度所致。　　本研究第三部分研究了WSOC，HULIS和non-HULIS在我国十个典型城市大气中的来源和时空分布。总体上，十个城市大气中WSOC的平均非化石源贡献率为60.1±9.4％，这低于世界其他地区，表明化石源对中国城市大气WSOC的影响更大。季节上来看，秋冬季大气WSOC的非化石源占比相对较高，且其MAE365值也相应较高，表明在秋冬季，非化石源（如生物质燃烧）对WSOC的影响更大;空间上来看，华北大气的WSOC中化石源占比更高，并且具有更高的MAE365值。WSOC的AAE值则没有明显的时空变化。化石源和非化石源对WSOC吸光性质的时空变化都有着重要的影响。为了进一步探讨WSOC的吸光性质，我们分别测定了WSOC两个不同极性组分的吸光性质(HULIS和non-HULIS)和来源。HULIS是WSOC的主要吸光组成，在365nm波段下，平均贡献了WSOC70.5±6.6％的吸光值，并且有着相对较高化石源贡献率(49.5±9.5％)和贫13C（-25.63±0.86‰），而贫13C可能意味着HULIS的大气氧化程度较低，进而具有更多的不饱和键，导致其具有较强的吸光能力;相反的，non-HULIS的非化石源贡献率相对较高（30.1±14.5％）和富13C(-22.39±1.04‰)，较高的大气老化程度导致可能较少的不饱和建，也使得non-HULIS的吸光能力较弱。为了更加全面了解中国城市大气中BrC的吸光性质，我们也对只溶于甲醇有机碳(MSOC)的吸光性质进行了测定。结果表明，HULIS和MSOC作为极性较低的两个BrC组分，它们的吸光能力较强，并且在365nm处总共占BrC的80％以上吸光值，而它们AAE较低，则表明其可能具有更高的共轭程度。