有机气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,占气溶胶质量的20～60％,是由成千上万种有机化合物及其它物质组成的混合物。有机气溶胶对环境及气候产生重要的影响,主要体现在三个方面:一是有机气溶胶中含有许多具有致癌性和致畸性的有机物,对人体健康产生危害;二是有机气溶胶是可以散射和(或)吸收太阳辐射改变大气层的能量收支平衡,或形成云凝结核改变云的特性直接或间接地影响气候变化;三是粒径较小的有机气溶胶能有效地降低能见度,是大气光化学烟雾、灰霾等污染事件的重要贡献者。此外,细颗粒物的长距离传输将有机气溶胶对环境、气候变化的影响和对人类健康的威胁区域化,甚至全球化,使大气污染成为全球性问题。2001年IPCC环境报告指出,有机气溶胶在直接或间接影响区域或全球环境和气候变化中起到重要的作用,但仍然存在较大的不确定性,需要更加系统、深入的研究。　　上海是中国经济活动总量最大、工业门类最全、能源消耗强度最大、污染物排放密度最高的城市,也是中亚地区气溶胶向太平洋传输重要的源和汇。近年来,随着产业结构和工业布局的调整、清洁能源替代等一系列污染控制措施的实施,上海市环境空气质量总体上得到了改善,但与国际大都市相比,上海市空气质量仍处于较高的污染水平。2003年上海市环境质量公报指出,气溶胶污染负荷居全市主要污染物之首,2007年新一期上海市环境质量公报指出,有机气溶胶已经成为上海市最主要的空气污染物,并指出灰霾污染已经取代传统的一次污染成为上海及长三角地区常见的污染类型。　　本文基于上海地区2006-2009四年的有机气溶胶监测数据,综合IC、GC-MS、和CA多种分析手段,采用因子分析、相关性分析以及化学质量平衡(CMB)模型等多种数据分析方法,系统全面地研究了以上海为代表的中国典型城市有机气溶胶的理化特征、时空分布、来源及形成机制,并有针对性地研究了有机气溶胶对灰霾形成的影响机制以及有机气溶胶的长距离传输对下游城市有机气溶胶理化特征的影响。　　本研究的主要成果有:　　1.系统研究了上海市碳质气溶胶的污染特征、时空分布及来源。结果表明:2006-2009年,上海市城区PM2.5的年均浓度为43.5-59.3μgm-3,2006-2008年,小洋山PM2.5的年均浓度为33.1-48.0μgm-3;碳质组分是上海市PM2.5的重要组分,在城区和小洋山分别占PM2.5质量的17.5-33.2％和11.1-22.1％,其中有机碳占总碳的60％以上。上海市碳质气溶胶的空间差异性表现在:(1)城区PM2.5中碳质组分的相对含量(TC/PM2.5)高于小洋山;(2)小洋山PM2.5在夏季和秋季具有明显的海盐气溶胶特性,即碳质组分相对含量低,而城区PM2.5中碳质组分的相对含量(TC/PM2.5)则夏季高于冬季。上海市PM2.5中有机碳和元素碳浓度具有明显的冬高夏低的季节变化特征。二次有机碳是上海市城区夏季和秋季PM2.5中有机碳的重要来源,分别占有机碳质量的49.5％和46.6％,冬季和春季分别为33.5％和29.0％。源解析结果表明,2006年上海市城区PM2.5有大约57％来自工业排放和机动车尾气,大约21％来自道路扬尘和气溶胶的中长距离传输,大约7％来自垃圾焚烧和生物质燃烧。利用CMB模型对有机碳进行源解析,结果表明机动车尾气是PM2.5中OC的主要来源,其在夏季和冬季对总OC的贡献率平均值分别为30.7％和40.6％,其次为煤炭燃烧。　　2.系统分析了上海市PM2.5中溶剂可萃取性有机物(SolventExtractableOrganicCompounds,SEOC)1的污染特征、时空分布及来源,首次揭示了洋山深水港及上海市城区污染气溶胶对小洋山地区PM2.5中SEOC组分的影响。2006-2009年,上海市城区PM2.5中SEOC的年均浓度为356.8-374.9ngm-3,其中夏季平均浓度为184.7ngm-3,冬季半均浓度为638.2ngm-3。2006-2008年,小洋山地区PM2.5中SEOC的年均浓度为212.8-221.4ngm-3,其中夏季平均浓度为105.8ngm-3,冬季平均浓度为385.8ngm-3。上海市城区PM2.5中SEOC浓度明显高于小洋山地区,且呈现一致的季节变化特征。2006-2009年,上海市城区PAHs的年均浓度变化不大,但明显高于1999年同期浓度,机动车数量的增加是造成PAHs浓度上升的主要原因。2007-2009小洋山地区PM2.5中PAHs的年均浓度呈逐年上升的趋势,PAHs中Phe、Flu、Pyr。及BbF的相对含量较高,呈现出典型的柴油燃烧副产物特征,表明洋山深水港进出港口船舶及运输车辆的增加,是造成小洋山PAHs浓度上升的主要原因。利用多环芳烃、脂肪酸特征比值及正构烷烃CPI值对SEOC进行源解析,结果表明,机动车尾气和工业燃煤是上海市PM2.5中SEOC的主要本地源,北方污染气溶胶的长距离传输对冬季和春季上海市PM2.5中SEOC有重要贡献。　　3.首次揭示了上海市有机气溶胶在不同类型灰霾发生期问的污染特征及其对灰霾形成的影响机制。本研究共分析了发生在2006-2007年的6次严重的灰霾污染事件,其中包括发生在2007年1月19日上海市自2001年以来最严重的一次灰霾事件。在灰霾发生期间OC、EC及SEOC浓度均有不同程度的上升。结果表明,有机物、硫酸盐和硝酸盐是灰霾形成的主导因素,有机组分在夏季和秋季灰霾形成中起主导作用,硫酸盐和硝酸盐则是冬季和春季灰霾的主要影响因素。　　4.揭示了沙尘源区-榆林和多伦地区有机气溶胶的理化特证及沙尘暴期间有机气溶胶的长距离传输对下游城市有机气溶胶组分的影响。后向轨迹分析结果表明北京和上海同时受到来自多伦和榆林地区沙尘气溶胶长距离传输的影响。发生在2007年春季的沙尘暴起沙范围广,影响范围大,北京和上海地区均受到了沙尘的长距离传输的影响。北京主要受到来自多伦地区的沙尘气溶胶的影响,PM2.5,OC及EC的浓度在沙尘期间有明显的上升,PAHs、fattyacids及n-alkanes的浓度在沙尘期间变化不大或有所下降(PAHs),这主要由于多伦本地气溶胶中有机物浓度低、矿物组分高的特点决定的。上海受到来自多伦和榆林地区沙尘气溶胶的影响,PM2.5、OC、EC及SEOC各组分在沙尘期间的浓度有较大幅度的上升,这是因为榆林本地的沙尘气溶胶中有机组分的浓度较高,其在传输过程中途经一些污染较严重的城市与污染气溶胶混合,最后传输到上海,增加了上海PM2.5中有机组分的浓度。沙尘期间,北京及上海站点PAH(4)/PAH(5,6)比值的上升进一步说明了沙尘气溶胶的长距离传输对北京和上海地区有机气溶胶组分的影响。