气溶胶是大气污染物的重要组成部分，参与大气物理、大气化学、大气光化学过程，对环境、气候及人体健康等方面都有影响。本书通过采样测定武汉地区气溶胶，分析气溶胶组分的质量浓度与气象因子的关系，运用富集因子分析气溶胶的主要来源，使用Meteoinfolab软件分析与拟合得到武汉地区气溶胶的气流输送路径和季节特点，揭示气溶胶组分水平方向和垂直方向分布的时空规律，为跟踪掌握武汉区域性城市灰霾中气溶胶污染状况，探索灰霾监测评估方法积累一定的基础数据与实践经验。
章 区域性气溶胶组分的研究 1
1.1 气溶胶组分及其环境影响 1
1.2 研究目的及意义 2
1.3 研究现状 3
1.3.1 气溶胶研究进展 3
1.3.2 气溶胶中颗粒物与水溶性离子的研究进展 5
1.3.3 气溶胶中黑碳的研究进展 6
1.3.4 HYSPLIT模型发展历程及在大气污染中的应用 8
1.4 研究内容与数据处理方法 9
1.4.1 研究内容 9
1.4.2 研究方案 10
1.4.3 数据来源 11
1.4.4 分析方法 12
第2章 研究区概况 16
2.1 环境条件 16
2.1.1 气候 16
2.1.2 土壤 16
2.1.3 植被 17
2.1.4 地形地貌 17
2.1.5 水域 17
2.1.6 生态环境 18
2.1.7 人文条件 18
2.2 武汉地区大气污染概况 18
2.2.1 优良天数增加、重污染天数减少 19
2.2.2 主要污染物年均质量浓度下降 20
2.2.3 新城区空气质量好于中心城区 20
第3章 气溶胶中常见组分的质量浓度分布特征 22
3.1 气溶胶中18种常量元素质量浓度分布特征 22
3.1.1 样品采集 22
3.1.2 样品分析 24
3.1.3 TSP中18种元素组成特征 24
3.2 气溶胶中颗粒物组分质量浓度分布特征 25
3.2.1 样品采集 25
3.2.2 PM2.5、PM10、TSP质量浓度季节变化 25
3.3 气溶胶中水溶性离子质量浓度分布特征 28
3.3.1 样品采集 28
3.3.2 样品分析 29
3.3.3 气溶胶中水溶性离子组分特征 30
3.3.4 小结 38
3.4 气溶胶中黑碳质量浓度的分布特征 39
3.4.1 样品采集 39
3.4.2 黑碳的大气本底质量浓度和平均质量浓度 40
3.4.3 气溶胶中黑碳组分质量浓度的垂直方向分布特征 41
3.4.4 气溶胶中黑碳组分质量浓度的水平方向分布特征 46
3.4.5 黑碳时空分布特征的原因分析 55
第4章 武汉市各气溶胶组分的相关性分析 57
4.1 气溶胶水溶性离子间的相互性分析 57
4.1.1 PM2.5中各水溶性离子的相互关系 57
4.1.2 PM10中各水溶性离子的相互关系 58
4.1.3 TSP中各水溶性离子的相互关系 59
4.1.4 TSP中SO42-、NH4+及K+质量浓度的线性回归关系 60
4.2 TSP中18种元素的相关性分析 60
4.3 黑碳与其他大气污染物的相关性分析 62
4.3.1 黑碳与PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO的相关性分析 62
4.3.3 黑碳与SO2、NO2、NO、O3相关性的空间差异分析 64
4.4 黑碳和其他大气污染物的多元回归分析 66
4.4.1 建立黑碳与PM2.5、PM10、CO的回归方程 66
4.4.2 黑碳与颗粒物、CO的多种模型拟合效果对比 66
第5章 气溶胶组分与气象要素的相关性分析 70
5.1 气溶胶组分与温度相关性分析 70
5.1.1 颗粒物质量浓度与温度的相关性分析 70
5.1.2 水溶性离子与温度的相关性分析 71
5.1.3 黑碳质量浓度与温度、能见度、气压的相关性分析 74
5.2 气溶胶组分与风向风速的相互性分析 75
5.2.1 颗粒物质量浓度与平均风速的相关性分析 75
5.2.2 风向风速对水溶性离子的影响 75
5.2.3 风向风速对黑碳的影响 76
5.3 气溶胶组分与其他气象因子的相关性分析 79
5.3.1 颗粒物质量浓度与相对湿度的相关性分析 79
5.3.2 降水对黑碳质量浓度的影响分析 79
5.3.3 能见度、气压对黑碳的影响 80
5.4 气溶胶组分与部分气象要素的回归分析 80
5.4.1 多元线性同归分析 80
5.4.2 日相关分析 81
5.4.3 季节相关分析 82
5.4.4 黑碳与温度、能见度、气压的回归方程的建立 84
第6章 基于水溶性离子分析气溶胶的酸碱性 89
6.1 气溶胶中不同粒级颗粒物的酸碱性计算 89
6.2 气溶胶不同粒级颗粒物的酸碱性分析 91
6.3 气溶胶的酸碱性计算 93
第7章 基于18种元素分析气溶胶的局地源构成 96
7.1 气溶胶的元素组成特征 96
7.2 气溶胶中元素的富集特征 97
7.3 气溶胶的因子分析 99
7.3.1 主因子分析 99
7.3.2 湖北大学地区与典型污染源排放区的气溶胶元素相关性分析 100
第8章 基于黑碳进行气流运动潜在源区的轨迹分析 103
8.1 武汉地区黑碳的来源分析 103
8.2 黑碳气流运动轨迹的季节变化规律 108
8.3 武汉地区黑碳轨迹聚类分析 110
8.4 武汉地区黑碳PSCF分析及高度廓线分析 112
8.4.1 PSCF分析 112
8.4.2 高度廓线分析 113
第9章 减缓气溶胶中颗粒物污染的对策与建议 117
参考文献 120
