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空气细颗粒物(PM2.5)是指空气动力学直径小于等于2.5um的气溶胶粒子,其不仅对人体健康及环境有很大的危害,而且是引起城市大气能见度降低的重要原因,因而,近些年成为环境领域研究的热点。与其他国家和城市相比,北京市空气细颗粒物PM2.5的污染相对严重,严重影响人们的生活与健康。本研究基于中国环境科学研究院与德国卡尔斯鲁厄大学合作的项目《北京市气溶胶污染相关过程的研究》,根据北京市主导风向特征,沿北京西北-东南剖面布设了五个采样点,于2005年9~12月对北京市细颗粒物PM2.5进行了为期四个月的样品采集。通过对采集样品的测定与分析,阐述了北京市细颗粒物PM2.5质量浓度及化学元素的变化特征,并采用富集因子法和因子分析法对北京市PM2.5的污染来源进行了探讨。论文的主要研究内容和研究结果有:(1)北京市细颗粒物PM2.5的质量浓度存在明显的时间变化,在源排放几乎没有太大变化情况下,PM2.5的周均浓度存在较大的差值,约在5~45μg m3范围之间;重污染周的PM2.5质量浓度高达其他周浓度约3倍;PM2.5质量浓度的月变化表现为:11月>10月>9月(12月与9月的浓度相当),说明北京市PM2.5污染最重月份不一定是出现于冬季月份,受不同年份大气环流形势变化影响,PM2.5污染最重月份也可能出现于秋季月份。(2)人类活动昼夜差异较大的市区采样点生态中心、长宫饭店和观象台,日间PM2.5的浓度均要高于夜间;郊区的采样点北安河和样田村,PM2.5浓度昼夜变化规律不明显。(3)北京市PM2.5的质量浓度是存在区域差异的。表现为:市区的浓度高于郊区;交通区附近的浓度高于居民区和商业文化区;冬季主导风下风向地区的浓度高于上风向的地区。出现这种特征的原因是:一方面,受局地源排放差异的影响;另一方面,细颗粒物PM2.5由于在空气中停留的时间较长,存在区域传输效应。(4)在北京市大气细颗粒物PM2.5中,元素Ca和K的浓度较高,地壳元素的浓度依次为:Ca>K>Fe>Al>Na>Mg;微量元素中Zn和Pb的浓度最高,微量元素的浓度依次为:Zn>Pb>Mn>Cu>As。与其他城市比较,北京市细颗粒物PM2.5中Pb污染相对严重。(5)重污染期,各采样点的PM2.5质量浓度显著上升,但PM2.5中的无机元素无论是地壳元素还是人为污染元素都没有增加;采暖期各采样点PM2.5中元素Ti和Ga的浓度均要高于非采暖期,而北京市使用的燃煤中含有较高浓度的Ti元素,表明燃煤对北京市空气中的PM2.5有一定的影响。(6)采用富集因子法对北京市空气细颗粒物PM2.5做来源分析表明,北京市空气细颗粒物中,地壳元素富集因子大于10的元素主要为Ca和K;微量元素Cu、Zn、Pb和As在个采样点的富集程度都非常高,其中Pb的富集程度最高,表明主要来自于人为污染。因子分析的结果表明:北京市空气细颗粒物的主要来源可以认为是土壤尘、燃煤和燃油排放、冶炼工业和生物质燃烧。