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近十年来,我国城市和区域的大气污染特征已发生显著改变,从单一的煤烟型污染转变为燃煤、机动车尾气和扬尘等多种污染来源叠合,以PM2.5和O3为首要污染物的复合大气污染问题日益凸显。本文基于2017年3月-2018年2月全年的监测数据,展开武汉市大气污染的时空分布特征和复合污染天气的污染成因分析,并利用PMF模型、HYSPLIT模型和PSCF模型对武汉市复合大气污染的本地源、外来源和潜在来源进行系统分析,主要研究结果如下:武汉市呈现明显的季节性和区域性大气污染特征,夏季空气质量最优（AQI=66）,臭氧污染特征显著;春季（AQI=92）和秋季（AQI=80）空气质量相对较好,呈现臭氧和细颗粒物的复合污染特征;冬季空气质量最差（AQI=114）,主要呈现细颗粒物污染特征。武汉市主要污染物浓度高于全国平均水平,与北京、天津、成都的浓度水平相当,显著高于上海、广州的浓度水平。洪山区和新洲区的空气质量相对较优,而青山区和硚口区则相对较差。区域特征雷达图显示,13个行政区的污染特征大致可分为综合型、二次型、机动车型、燃煤型、粗颗粒型和臭氧型6种,多数区域呈现多种污染因子共同作用的复合污染特征。监测期内武汉市共发生9次以PM2.5为首要污染物的污染事件和5次以O3为首要污染物的污染事件,其中PM2.5污染程度较重,O3污染程度较轻。11月至次年2月为PM2.5污染的高发时期,4-9月则为O3污染发生的高频时段。污染成因分析结果表明,前体物的排放及二次转化是导致污染天气的主要内因,不利扩散的气象条件则是主要外因。PM2.5污染过程中低温、高湿的环境有效促进了二次无机离子的转化和二次有机气溶胶的生成。O3污染过程中高温、低湿的环境下,VOCs对臭氧具有较大生成潜势。武汉市处在O3生成的VOCs敏感区,芳香烃的生成潜势贡献最大,其次为烯烃和烷烃,平均贡献率分别为57%、26%和17%。源解析结果显示,武汉市PM2.5的主要来源为:钢铁燃煤工业（26.4%）、扬尘（5.4%）、机动车排放（29.3%）、二次气溶胶（29.3%）和生物质燃烧（9.6%）。O3的重要前体物VOCs的主要来源为:燃烧源（23.4%）、机动车源（31.5%）、溶剂使用（10.2%）、工业排放（22.5%）、汽油挥发（8.7%）和生物源（3.7%）。后向轨迹分析结果显示,PM2.5污染天气主要受西北方向长距离传输气团的影响,O3污染过程主要受东北方及南部短距离传输气团的影响。武汉市主要的污染传输路径包括西北路径、南部路径和东部路径。潜在源区分析结果显示,武汉市PM2.5的潜在源区主要集中在河南西部,陕西西部,山西西南部,江西南部和湖北东北部,O3的潜在源区则主要集中在江苏南部,安徽东南部,浙江北部,江西北部、贵州东北部、广东西部和湖北东部。