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摘 要：京津冀城市群，中国北方经济的重要核心区，同时也是我国大气污染最严重的地区。本文主要是浅析京津冀地区当前空气质量、北京郊区秋季灰霾天气下细颗粒物化学成分及其混合特征研究、华北平原冬季常见灰霾中气溶胶类型及形态特征以及灰霾的治理。总结得出京津冀地区的灰霾形成原因包括京津冀地形、气溶胶分布状态、人为因素共同作用导致的。
关键词：京津冀;灰霾;成因;气溶胶
1 绪论
随着生活水平的逐渐提高，人们开始逐渐关注生活环境的宜居问题，而目前存在的污染问题也在威胁和影响着人们的健康。空气污染又称大气污染就是其中一大重要的影响因素，其按照国际标准化组织的定义是指：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。目前我国许多城市都有灰霾现象的发生，大量细颗粒物和气体污染物通过太阳光的吸收、散射或反射，降低大气能见度，影响城市空气质量，导致太阳辐射强度减弱与日照时数的减少，造成农业减产，还能进入人体进而对人体健康造成危害。
2 京津冀地区空气质量状况
京津冀及其周边区域是大气污染最严重的地区，环保部2016年发布的信息显示空气质量最差的十个城市，其中有七个是来自京津冀地区。京津冀地区的灰霾严重的状况是随着社会会发展和工业需求导致日趋严重，京津冀地区的雾霾现象并不是一家之过而是多种因素共同作用的结果
3 北京郊区秋季灰霾天气下细颗粒物化学成分及其混合特征研究
气溶胶是指悬浮在地球大气中沉降速度小、尺度范围为10-3-20μm大小的液态固态粒子，是地球大气-海洋系统的重要组成部分。气溶胶在影响地球能量收支平衡和全球气候变化中起着重要作用，主要体现在气溶胶一方面吸收、散射短波和长波辐射对气候产生直接影响，另一方面气溶胶通过增加云凝结核影响云微物理特性，对气候产生间接影响进而影响全球能量平衡和水循环。从域，点，面，垂直三个角度综合性的分析气溶胶光学特性时空分布特征。气溶胶光学特性季节差异明显，夏季气溶胶光学厚度最大，粒子最小，散射能力最强，细模态粒子为主，人为污染型气溶胶含量较多，春季气溶胶粒子最大，散射能力最弱，粗模态粒子为主，沙尘气溶胶含量较多。区域尺度上，气溶胶光学厚度分布中心大体呈现南高北低，高值区在华北南部。气溶胶的空间分布特征基本不变，根据细颗粒物的正负质谱特征， 利用 Art-2a分类方法将采集到的颗粒物共分为有机碳、元素碳、元素碳有机碳、钾二次颗粒、钠钾二次颗粒元素碳、矿尘颗粒、左旋葡聚糖颗粒和含铅颗粒等8类。研究不同天气条件下含碳气溶胶与二次无机组分的混合状态，发现含碳气溶胶与硫酸盐和硝酸盐的混合程度较强，与铵盐混合程度较弱。通过分析相对湿度分别与SO2、NOx 质量浓度以及含硫酸盐、硝酸盐颗粒数浓度之间的关系，发现随相对湿度增大，含硫酸盐和硝酸盐颗粒数浓度显著增加，表明液相反应对硫酸盐生成有促进作用，同时相对湿度的增加可能对硝酸盐形成有一定的贡献。相对湿度与硫酸盐形成关系的研究表明，相对湿度从50%至80%升高的过程中，SO2质量浓度显著降低，含硫酸盐颗粒数浓度显著升高，表明相对湿度增加，有利于硫酸盐的形成且70%-80%相对湿度下SO2向硫酸盐转化率最高。
4 华北平原冬季常见灰霾中气溶胶类型及形态特征
气溶胶主要类型有以下几种：硫酸盐、有机物、烟尘颗粒、金属、飞灰和矿物。基于有机颗粒物的形貌特征，将其分为6种类型：圆形、近圆形、不规则状、半透明穹顶状、溅射状有机物和有机包裹物。TEM对单颗粒拍摄的高分辨率能够很清晰的展示出颗粒物的内部混合特征，因此可以从有机混合颗粒中辨认出有机物的形状。在三个采样点所有有机物中，类型1-3的有机物约占73%，类型4的有机物占5%，类型5的有机物占到了13%，类型6的有机物占到了14%。而本研究中，对于北京地区灰霾大气中有机气溶胶单颗粒，主要分为5种类型：圆形、近圆形、不规则状、半透明穹顶状、溅射状有机物，本次采样中未发现其他三个主要采样点中发现的第六种有机包裹物。在北京地区灰霾大气中，第五类有机物（溅射状有机物）的含量最多，其次是第三类不规则状、第二类近圆形有机物、第四类半透明状穹顶状及第一类圆形。
5 灰霾治理
灰霾治理是当前经济社会发展中的一项重大工程，也成为社会各界关注的焦点。政府决策部门既要保持战略定力，按既定部署有条不紊、坚定不移地推动各项工作，又要积极有效回应民众呼声，回答重大争议，并在大量研究支撑基础上理清思路、调整政策、明确重点。灰霾治理是一项长期系统工程，需要积极有为但不能急功近利。遵循系统优化原则，科学评估各种治霾路径和技术路线。合理配置资源，全面推进协同治理、综合治理治霾本质上还是一个经济问题，即投入一定资源达到既定目標、获得某种收益的过程，因此要算经济账，追求“性价比”。毫无疑问，现阶段缓解重度霾污染天气最基本、最有效的手段就是大幅度减少各类排放源的大气污染物排放，这主要依靠大量的末端环保处理设施，如脱硫、脱硝、除尘等工程和设备来实现。其次燃煤替代与煤炭高效清洁利用的协同，推动守法企业达标排放与常态化打击落后企业直排、偷排行为的协同都是重要的治理理念。
参考文献
[1]中央气象局.1979.地面气象观测规范[M]. 北京：气象出版社.
[2]窦以文，丹利，胡保昆等.2019.霾天气影响下的京津冀气候变化特征与成因[J].中国环境科学，2019，39（2）：506-513.
[3]侯灿.2018.华北地区气溶胶光学特性及霾层辐射效应研究[D].南京：南京信息工程大学.
[4]陈姝芮.2017.华北平原冬季常见雾霾中有机气溶胶单颗粒的研究[D].济南：山东大学.
[5]马乾坤，成春雷，李梅等.2019.北京郊区秋季灰霾天气下细颗粒物化学成分及其混合特征研究[J].地球化学，48（2）：195-203.
[6]向嘉敏，祝善友，张桂欣等.2019.灰霾遥感监测研究进展[J].遥感技术及应用，34（1）：12-20.
[7]周春瑶.2017.京津冀区域重点耗煤行业排放特征及其对灰霾的影响研究[D].杭州：浙江大学.
[8]刘丽丽，王莉莉.2015.天津冬季重霾污染过程及气象和边界层特征分析[J].气候与环境研究，20 （2）： 129-140.
[9]王莉莉， 王跃思， 吉东生， 等. 2011. 天津滨海新区秋冬季大气污染特征分析[J]. 中国环境科学， 31 （7）： 1077–1086.
[10]张宏， 刘子锐， 胡波， 等. 2011. 北京能见度变化趋势及冬季一次典型污染过程分析[J]. 气候与环境研究， 16 （5）： 620–628.
[11]黄毅，刘春琼，郑凯莉，等.2019.典型灰霾期间PM2.5演化的多重分形特征分析[J].环境科学与技术，42（2）：67-73.
关键词：京津冀;灰霾;成因;气溶胶
1 绪论
随着生活水平的逐渐提高，人们开始逐渐关注生活环境的宜居问题，而目前存在的污染问题也在威胁和影响着人们的健康。空气污染又称大气污染就是其中一大重要的影响因素，其按照国际标准化组织的定义是指：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。目前我国许多城市都有灰霾现象的发生，大量细颗粒物和气体污染物通过太阳光的吸收、散射或反射，降低大气能见度，影响城市空气质量，导致太阳辐射强度减弱与日照时数的减少，造成农业减产，还能进入人体进而对人体健康造成危害。
2 京津冀地区空气质量状况
京津冀及其周边区域是大气污染最严重的地区，环保部2016年发布的信息显示空气质量最差的十个城市，其中有七个是来自京津冀地区。京津冀地区的灰霾严重的状况是随着社会会发展和工业需求导致日趋严重，京津冀地区的雾霾现象并不是一家之过而是多种因素共同作用的结果
3 北京郊区秋季灰霾天气下细颗粒物化学成分及其混合特征研究
气溶胶是指悬浮在地球大气中沉降速度小、尺度范围为10-3-20μm大小的液态固态粒子，是地球大气-海洋系统的重要组成部分。气溶胶在影响地球能量收支平衡和全球气候变化中起着重要作用，主要体现在气溶胶一方面吸收、散射短波和长波辐射对气候产生直接影响，另一方面气溶胶通过增加云凝结核影响云微物理特性，对气候产生间接影响进而影响全球能量平衡和水循环。从域，点，面，垂直三个角度综合性的分析气溶胶光学特性时空分布特征。气溶胶光学特性季节差异明显，夏季气溶胶光学厚度最大，粒子最小，散射能力最强，细模态粒子为主，人为污染型气溶胶含量较多，春季气溶胶粒子最大，散射能力最弱，粗模态粒子为主，沙尘气溶胶含量较多。区域尺度上，气溶胶光学厚度分布中心大体呈现南高北低，高值区在华北南部。气溶胶的空间分布特征基本不变，根据细颗粒物的正负质谱特征， 利用 Art-2a分类方法将采集到的颗粒物共分为有机碳、元素碳、元素碳有机碳、钾二次颗粒、钠钾二次颗粒元素碳、矿尘颗粒、左旋葡聚糖颗粒和含铅颗粒等8类。研究不同天气条件下含碳气溶胶与二次无机组分的混合状态，发现含碳气溶胶与硫酸盐和硝酸盐的混合程度较强，与铵盐混合程度较弱。通过分析相对湿度分别与SO2、NOx 质量浓度以及含硫酸盐、硝酸盐颗粒数浓度之间的关系，发现随相对湿度增大，含硫酸盐和硝酸盐颗粒数浓度显著增加，表明液相反应对硫酸盐生成有促进作用，同时相对湿度的增加可能对硝酸盐形成有一定的贡献。相对湿度与硫酸盐形成关系的研究表明，相对湿度从50%至80%升高的过程中，SO2质量浓度显著降低，含硫酸盐颗粒数浓度显著升高，表明相对湿度增加，有利于硫酸盐的形成且70%-80%相对湿度下SO2向硫酸盐转化率最高。
4 华北平原冬季常见灰霾中气溶胶类型及形态特征
气溶胶主要类型有以下几种：硫酸盐、有机物、烟尘颗粒、金属、飞灰和矿物。基于有机颗粒物的形貌特征，将其分为6种类型：圆形、近圆形、不规则状、半透明穹顶状、溅射状有机物和有机包裹物。TEM对单颗粒拍摄的高分辨率能够很清晰的展示出颗粒物的内部混合特征，因此可以从有机混合颗粒中辨认出有机物的形状。在三个采样点所有有机物中，类型1-3的有机物约占73%，类型4的有机物占5%，类型5的有机物占到了13%，类型6的有机物占到了14%。而本研究中，对于北京地区灰霾大气中有机气溶胶单颗粒，主要分为5种类型：圆形、近圆形、不规则状、半透明穹顶状、溅射状有机物，本次采样中未发现其他三个主要采样点中发现的第六种有机包裹物。在北京地区灰霾大气中，第五类有机物（溅射状有机物）的含量最多，其次是第三类不规则状、第二类近圆形有机物、第四类半透明状穹顶状及第一类圆形。
5 灰霾治理
灰霾治理是当前经济社会发展中的一项重大工程，也成为社会各界关注的焦点。政府决策部门既要保持战略定力，按既定部署有条不紊、坚定不移地推动各项工作，又要积极有效回应民众呼声，回答重大争议，并在大量研究支撑基础上理清思路、调整政策、明确重点。灰霾治理是一项长期系统工程，需要积极有为但不能急功近利。遵循系统优化原则，科学评估各种治霾路径和技术路线。合理配置资源，全面推进协同治理、综合治理治霾本质上还是一个经济问题，即投入一定资源达到既定目標、获得某种收益的过程，因此要算经济账，追求“性价比”。毫无疑问，现阶段缓解重度霾污染天气最基本、最有效的手段就是大幅度减少各类排放源的大气污染物排放，这主要依靠大量的末端环保处理设施，如脱硫、脱硝、除尘等工程和设备来实现。其次燃煤替代与煤炭高效清洁利用的协同，推动守法企业达标排放与常态化打击落后企业直排、偷排行为的协同都是重要的治理理念。
参考文献
[1]中央气象局.1979.地面气象观测规范[M]. 北京：气象出版社.
[2]窦以文，丹利，胡保昆等.2019.霾天气影响下的京津冀气候变化特征与成因[J].中国环境科学，2019，39（2）：506-513.
[3]侯灿.2018.华北地区气溶胶光学特性及霾层辐射效应研究[D].南京：南京信息工程大学.
[4]陈姝芮.2017.华北平原冬季常见雾霾中有机气溶胶单颗粒的研究[D].济南：山东大学.
[5]马乾坤，成春雷，李梅等.2019.北京郊区秋季灰霾天气下细颗粒物化学成分及其混合特征研究[J].地球化学，48（2）：195-203.
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[11]黄毅，刘春琼，郑凯莉，等.2019.典型灰霾期间PM2.5演化的多重分形特征分析[J].环境科学与技术，42（2）：67-73.