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顆粒物中的含碳物質可以分為三類：有機碳（OC）、元素碳（EC）以及碳酸鹽。其中碳酸鹽幾乎全部來自土壤揚塵。EC對於可見光及近紫外光具有較強的吸收作用，因此也被成為“碳黑”（black carbon）。EC被認為是不揮發性的物種，因此全部存在於顆粒相。然而，對於OC而言，其組成物種具有不同的揮發性，並且能夠根據揮發性的不同在氣相、顆粒相之間分配。OC通常是包含數量眾多的化合物在內的混合物，因此化學及熱力學屬性相當複雜，這樣的特點使得使用任何一種單一的直接測量方法都難以達到準確測量OC的目的。而且，區分OC和EC的分析手段也尚未達到令人滿意的水平，主要原因在於OC中某些高分子量的有機物具有非常低的揮發性及溶解性，在分析過程中其表現非常類似與EC。此外，採樣及分析測試中的人為因素也增加了區分OC、EC的複雜性。
大氣顆粒物既可以通過直接排放（一次顆粒物）形成，也可通過氣態污染物經氧化反應及隨後的分配過程生成（二次顆粒物）。一次顆粒物和二次顆粒物對大氣氣溶膠的貢獻率由當地排放源的強度、氣象條件、大氣氧化性等因素綜合決定。通常認為EC全部來自一次排放，因此EC可以作為大氣氣溶膠中一次組分的示蹤物。通過直接排放進入大氣的有機氣溶膠被稱作一次有機氣溶膠（primary organic aerosol，POA），例如，燃煤或生物質燃燒生成的有機氣溶膠。VOCs在大氣中被氧化，生成的半揮發性有機物（semivolatile organic compounds,SVOCs）在氣相、固相分配形成的有機氣溶膠被稱為二次有機氣溶膠（secondary organic aerosol，SOA）。
