为调查济南市冬季大气污染特征和污染事件发生的主要原因,本研究于2009年11月23日-12月7日在山东大学中心校区对济南市冬季供暖期大气污染物进行观测。利用气体分析仪实时观测大气中NOx、NOy、SO2、03和CO,同时利用双波段(UV+BC)黑碳分析仪和TEOM8500大气颗粒物监测器对BC和PM25进行观测。另外,本次观测还采用WPS1000XP宽范围颗粒物光谱仪,测量范围从10nm到10μm的颗粒物粒径分布特征。观测期间发生了两次灰霾事件。通过对风向风速、相对湿度、能见度、污染物浓度日变化趋势和污染物之间的相关性以及颗粒物粒径随时间变化趋势的分析,得出以下结论：1.根据大气能见度和污染物浓度,将观测期间分为三个阶段：11月25日-11月26日这段时间称为灰霾事件1,12月1日-12月2日这段时间称为灰霾事件2,其余时间称为非灰霾天气。2.观测期间济南市大气颗粒物PM25平均质量浓度为171.3μg/m3,SO2和NOx的平均浓度分别为54.3ppb和106.6ppb。其中SO2浓度与我国环境空气质量标准(GB3095-2012)相当,NOx和PM25浓度分别是我国环境空气质量标准的2.2倍和2.3倍。而在灰霾天气下PM25、SO2和NOx分别达到222.1μg/m3、74.4ppb和157.9ppb,是冬季平均值的1.3、1.4和1.5倍,是非灰霾事件污染物浓度的1.8、1.7和1.8倍。3.通过分析和对比得出,造成济南市冬季大气污染严重的原因可能有以下三点：首先是由于高浓度的区域排放：济南市位于黄淮海地区,属于全国四大灰霾区之一。2008年山东省SO2和NOx的排放强度是全国平均排放强度的4.7和5倍。在这种背景条件下,济南市易引起严重的大气污染。其次是由于冬季北方供暖：观测期间正处于济南市冬季供暖期,假如济南冬季供暖燃煤消耗的比重与山东省相同,则济南2008年冬季供暖燃煤量占总燃煤量的23.2%。最后是因为济南市特殊的地形：济南东、西、南三面环山,冬季,当北风盛行时不利于污染物的扩散。4.在灰霾事件1发生时风向以东北风为主,大气污染物经过济南东北方工业区传输到采样点,污染物浓度较高。在该事件中燃煤排放源占主导,同时也伴有汽车尾气源；在灰霾事件2中以静风为主,污染物积聚,汽车尾气排放为主要的污染源,同时也伴有燃煤排放。与灰霾事件相比,在非灰霾天气时采样点受机动车尾气排放和大气扩散日变化规律影响显著。5.在灰霾事件1中NOx和PM25主要来源于交通源排放,SO2的主要来源为燃煤排放。在灰霾事件2中,NOx主要来源于交通源排放,SO2主要来源于燃煤排放。PM25除了交通源以外,部分PM25来源于燃煤排放源。与污染事件相比,在非灰霾天气中各污染物之间的相关性相对较高,说明在灰霾事件中,在复杂的气象条件影响下,污染物来源相对复杂。6.观测期间济南市冬季大气颗粒物平均数浓度达到10240个/cm3,其中爱根核模态颗粒物所占比例最大,达到43%,50-100nm和100-500nm粒径段分别占颗粒物数浓度的25%和23%。超细颗粒物数浓度占78%,而凝结核模态颗粒物数浓度占9%。7.济南冬季大气颗粒物数浓度主要是以爱根核模态和积聚模态颗粒物为主。在灰霾事件与非灰霾天气期间颗粒物日变化均体现出明显的交通源峰值,说明济南市冬季大气颗粒物受交通源排放影响严重。8.灰霾事件1中,较大的风速有利于颗粒物扩散,同时也会产生大量的地面扬尘,而灰霾事件2发生时,在相对稳定的大气条件下颗粒物之间反应生成新颗粒物。比较灰霾事件与非灰霾天气期间颗粒物数浓度变化,颗粒物粒径分布特征相差不大,只在10-20nm粒径段,非灰霾天气中数浓度明显高于灰霾事件发生时的数浓度,这与非灰霾期间太阳辐射强度大,有利于颗粒物生成有关。