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近年来中国大气灰霾污染愈发严重。颗粒物,特别是细颗粒物中无机盐和碳组分大气消光作用显著,是造成大气能见度下降和灰霾爆发的主要因素。太原市是全国灰霾重污染城市之一,目前对太原市大气颗粒物的粒径和化学组成相关研究还未见报道。本研究于2014年7月至2015年4月利用TH-235分级采样器采集太原市大气PM10分级颗粒物样品,并分析其中9种水溶性离子以及有机碳(OC)和元素碳(EC),结果报道了大气颗粒物(PM10)粒径组成、水溶性无机离子和OC、EC的水平、粒径分布、季节变化特征,并进一步估算了颗粒物及化学组份的大气消光特征,最后探讨了大气颗粒物的来源。本研究有助于了解太原市大气灰霾形成的主控因素,对大气质量改善相关政策的制定和实施提供科学依据。结论如下:(1)太原市PM10日平均浓度水平为173.7μg/m3,超过了国家环境空气二级日标准限值(150μg/m3,GB3095-2012);冬季PM10浓度(199.1μg/m3)和春季(194.2μg/m3)较接近,远高于夏季水平(127.7μg/m3)。在<0.95μm和3.0~7.2μm粒径段呈双峰分布,细粒子(<1.5μm)是PM10的主要组成部分,夏季、冬季和春季细粒子浓度分别占PM10的53%、72%和61%。(2)PM10中总离子日均浓度为47.5μg/m3,季节变化为冬季>夏季>春季。其中SO42-、NO3-和NH4+是主要离子,占总离子浓度的66%~80%。SO42-、K+、NH4+、Cl-以及冬、春季的NO3-在<0.95μm段呈单峰分布;Ca2+、Mg2+和夏季NO3-均在<0.95μm和3.0~7.2μm段呈双峰分布。夏季F-在3.0~7.2 um呈单峰分布;冬季和春季F-在<0.95μm和3.0~7.2μm呈现双峰分布。(3)PM10中OC、EC日均质量浓度分别为18.9μg/m3、8.4μg/m3。OC、EC质量浓度均呈双峰分布,细粒子峰值出现在<0.95μm粒径段处,粗粒子峰值出现在3.0~7.2μm粒径段处,较大的峰在<0.95μm。夏、冬、春季PM1.5中OC分别占PM10上总OC质量的63.8%、81.6%和66.1%,PM1..5中EC分别占PM10上总EC质量的58.2%、78.3%和68.5%。(4)利用IMPROVE模型估算显示,太原市PM10的消光系数OM对太原市大气消光系数的贡献率最大(27%),其次依次为(NH4)2SO4(23%),EC(18%),N H4NO3(12%),粗颗粒(10%),NO2(6%),干洁空气(4%)。不同季节各组分消光系数存在差异,无机气溶胶((NH4)2SO4,NH4NO3)在夏季和春季对消光系数贡献最大,分别为48%和32%;OM是冬季消光系数贡献最大的物质(37%)。(5)通过PCA和PMF模型对太原市PM10来源进行了解析,结果显示煤燃烧和二次源是太原市大气PM10的主要污染源,此外土壤扬尘、道路扬尘和柴油燃烧、生物质燃烧等来源也不可忽略。