大气气溶胶和雾霾时间分布特征

从采样期间OC和EC浓度随时间的变化图（图33-2）可以看出，OC和EC在夏季的日变化不大，而在其他季节特别在冬季，日变化非常大。影响污染物浓度变化的因素，一个是排放源，另一个重要的是气象条件。在同一季节、同一地点，污染物排放源差别应该不大，那么导致浓度日变化的主要因素是气象条件。比较采样期间的气象条件——温度（T）、风速（WS）和相对湿度（RH）随时间的变化趋势，可见冬季和春季的各种气象因素尤其风速的日变化大，而在夏季，气象条件特别是风速相对而言比较稳定，这与OC和EC的日变化趋势一样。气象条件的影响将在下文详细讨论。

图33-2　北京4个功能区PM 2.5、OC和EC浓度随时间的变化图（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）PM 2.5图中红色水平线代表美国当年大气质量标准65μg·m-3。(www.xing528.com)

北京的OC和EC浓度有明显季节变化。由于北京城区没有明显的功能区差异，因此将3个功能区当作一个整体来看。北京城区春、夏、秋、冬的OC平均浓度分别为12.4、12.6、20.9、34.7μg·m-3，EC平均分别是6.7、5.7、15.2、17.0μg·m-3。北京郊区密云春、夏、秋、冬的OC平均浓度分别为9.1、5.0、4.9、10.7μg·m-3，EC分别为3.8、1.7、5.7、4.8μg·m-3。可见，北京的OC和EC浓度冬季最高，是夏季浓度的近3倍，其次是秋季；城区春季和夏季差不多，都远低于冬秋季；在郊区则是夏季最低，春季OC和EC都是夏季的2倍左右，这和其他研究者的结果类似［9，10，13］。北京的OC和EC浓度有如此鲜明的季节变化，除了气象因素外，更主要的还是缘自局地排放源的季节差异。一般来说，工业排放量在全年基本没有大的变化，而冬季的OC、EC浓度比春夏季高这么多，主要是由冬季燃煤采暖造成的。另外由于冬天温度低，机动车冷启动时可能排放更多的烟尘，还有半挥发性有机物在低温时主要以颗粒物的形式存在，这些也是冬季OC和EC浓度高的原因。秋季是收获季节，焚烧秸秆这样的生物质，其特点就是大量排放OC。生物质燃烧源标识物K+，在秋季有高浓度的分布。这说明了生物质燃烧是秋季颗粒物的重要来源之一，也是秋季OC和EC的主要来源［26］。在春季，燃煤和生物质燃烧这两种来源相对于秋冬季有所减少，加上春季外来或本地矿物沙尘对OC、EC的稀释作用，使得OC、EC在春季浓度低。夏季除了污染源减少外，高温导致半挥发有机物挥发，对OC的减少也有一定贡献；同时夏季降水量增大，对污染物也有一定的冲刷作用。这些都导致了OC和EC在夏季的浓度低。冬季PM2.5、OC和EC的浓度有显著的年际变化。跟1989年冬季（77.9μg·m-3）［10］相比，1999年冬季的PM2.5平均浓度达到175.9μg·m-3，增加了近1.5倍，2001年冬季，继续增加到254.6μg·m-3，是1989年冬季的3倍多。OC和EC也分别由1989年的22.2和23.3μg·m-3增加到2001年46.3和31.6μg·m-3。可见，城市发展导致燃煤和机动车辆增加，极大地增加了大气中细颗粒物的排放。