灰霾又称为霾(Haze)，本是一种自然现象，在我国古代史料中早已有记载。近年来，在我国，由于人为污染物排放量的急剧增加导致了灰霾的频频发生。广州，深圳，南京，北京等城市灰霾接踵而至。灰霾期间，城市大气能见度恶化，空气质量下降。灰霾，目前正演变为我国城市大气中主要的灾害之一。 导致灰霾现象的根本原因是大气中的气溶胶颗粒。灰霾颗粒总是以单个粒子的状态悬浮在大气中的。它们对环境的影响，也是由粒子本身的大小、形态和化学成份所决定的。例如，能见度的下降程度；粒子在大气中滞留时间，进而影响灰霾现象的持续时间；能否成为可吸入颗粒物，从而影响人体的健康等等，颗粒物本身的大小和成分都起着极其重要的作用。 1996年，全国科学技术名词审定委员会根据国务院的授权公布了《大气科学名词》，其中对“霾”的定义是：悬浮在空中肉眼无法分辨的大量微粒，使水平能见度小于10 km的天气现象。但对其中的微粒的大小至今没有明确的界定，对它们的形态和成分也没有具体的说明。 在我国，受灰霾严重污染的地区有珠江三角洲、黄淮海平原、长江河谷、四川盆地。和其他地区相比，珠江三角洲地区的面积虽小，但灰霾一年4季都存在，危害最大。广州是珠江三角洲地区灰霾污染较严重的城市之一。在广州，灰霾天气从60年代的年平均不足2天，到2003年，则急升为144天。一次灰霾的持续时间有时可达7天。所以，亟需加强实际观察工作，获得我国，特别是广州，灰霾天气中气溶胶颗粒物的大小、形态和组成等有关单个粒子的基本数据。 但是，灰霾天气中悬浮在空中的微粒很小，相应的质量大都在10<-12>g以下，普通的分析方法无法对它们进行一个一个地分析。另外，灰霾天气发生时，往往伴随着气象条件的变化，霾和雾也会相互转换。采集单个微粒样品时，必须能适合不同的气象条件，且要有足够的时间灵敏度。所以，要采集单个微粒，且同时检测它们的大小、形态和化学成份，在国内外都还是件相当困难的工作。根据本人有限的知识，目前对我国(包括广州)灰霾天气中单个气溶胶颗粒物的大小、形态和元素组成的研究还未见报道。 为此，本研究在2003年1月到2004年12月两年期间对广州的灰霾现象进行了观测，选取合适的采集方法，采集了大量样品，在样品中选取了具有观测结果的55天(都是霾日)中的样品，对其进行研究。利用电子显微镜，在单个粒子的水平上，采用形态分析法和X射线能谱分析法相结合的方法对广州大气中单个气溶胶颗粒物的大小、形态结构和元素组成进行了分析和计算。两年多的研究得到了以下一些新的结果： (1)由于气溶胶颗粒物是用一个粒子采样器大致分为两级(粗粒子(R>1.0um)和细粒子(R≤1.0um))后，采集的。一般情况下(非灰霾天气)，第一级(粗粒子)和第二级(细粒子)上，均能观察到颗粒物。但在灰霾天气中采集到的颗粒物却明显集中在第二级上，属于细粒子(R≤1.0um)，是可吸入颗粒物。 (2)利用形态分析法，根据投影角度、照片上投影长和粒子的直径等，具体计算了2003年和2004年采集的广州灰霾天气中部分气溶胶颗粒物(2725l颗粒子)的大小。计算结果显示，粒子的当量半径在0.01～0.9um之间，平均当量半径为0.285um。 (3)利用电镜附设的X射线能谱仪对灰霾天气中采集到的颗粒物进行元素分析。结果显示粒子的元素组成较为复杂，大都为混合物。其中，S和Si元素在颗粒物中含量较为丰富，检测频率最高。 (4)在灰霾天气中采集到的样品中，常可以观察到一些特殊形态的粒子，它们带有卫星滴结构，粒子较小，半径约在0.1～0.7um之间。它们含有强酸性物质。 (5)对霾日和非霾日的比较，主要是比较灰霾天气形成前后气溶胶细颗粒物的形态结构和元素组成，它们有着较为明显的差异。非灰霾现象中基本没有卫星滴结构粒子，且一般不含S元素，而灰霾现象中卫星滴结构粒子个数较多，且一般含有S元素。 (6)以上这些观察提供了证据：灰霾中卫星滴结构粒子与灰霾天气具有相关性。在灰霾天气过程中，一些粒子的组成发生了变化。这些观察还说明：在灰霾形成过程中，有新的酸性粒子产生。