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水溶性有机物(Water Soluble Organic Compounds,WSOCs)是大气气溶胶中的重要组分,在气溶胶与云的相互作用、气溶胶湿沉降、霾的形成和大气中液相化学反应等过程中有重要作用,具有显著的环境和气候效应。WSOCs组成复杂,目前仅有少数小分子物质能从分子水平上鉴别,未被人们认识的WSOCs多属于大分子化合物,被称为类腐殖酸(Humic-Like Substances,HULIS)。HULIS具有很强的表面活性和光吸收特性,可以影响气溶胶的含水量和消光作用,直接和间接影响全球气候和区域空气质量,是目前国际上WSOCs研究的焦点。目前我国对WSOCs的研究十分薄弱,特别是对HULIS的研究极少,阻碍了人们对其环境影响的认识和评价。因此,亟需从建立与优化分析方法入手,开展WSOCs及其中HULIS的大气观测研究。HULIS研究的难点之一在于它是根据分离和检测方法操作性地定义的一类物质,目前还没有被广泛认同的标准分析方法。 本文对DEAE离子交换柱提取和TOC分析仪定量分析HULIS的方法进行了测试,该方法对腐殖酸参考物质SRFA的回收率为95±4％(n=15),具有较好的重现性和选择性,是一种可行而简便的HULIS分析方法。本研究以我国三大城市群之一、大气污染较为严重的京津地区为研究对象,依托大型观测项目HaChi(Haze in China)等,采集城市点(北大点)和乡村点(武清点)PM2.5样品,对其化学组成进行分析,运用DEAE-TOC方法,首次对我国北方地区HULIS浓度水平进行了测定。2009年夏季京津地区PM2.5污染严重,主要化学组成为二次无机离子(SO42-、NO3-、NH4+)和有机物。水溶性有机物是有机物的主要组成部分,乡村点和城市点水溶性有机碳WSOC的平均浓度分别为4.4±2.6μgC/m3和5.6±2.1μgC/m3,占有机碳OC的比例分别为61％和60％。乡村点和城市点HULIS平均浓度分别为2.0±1.3μgC/m3和2.7±1.2μgC/m3,占WSOC的比例分别为43％±16％和48％±12％,占OC的比例分别为28％±13％和29％±10％。我国北方乡村HULIS浓度及HULIS/WSOC低于南方乡村地区,但HULIS/OC水平较接近;北方城市HULIS浓度与南方城市相当。与国外研究相比,我国城市和乡村地区HULIS浓度及HULIS/OC均高于欧洲城市和乡村,反映HULIS是我国大气颗粒物中重要的碳质组分,深入研究HULIS对掌握我国碳质气溶胶的来源与转化规律具有重要意义。 本研究综合运用相关性分析、主成分分析以及PMF模型等方法,对WSOC和HULIS来源进行了详细分析。二次生成过程是WSOC(乡村点,47％;城市点,53％)和HULIS(乡村点,47％;城市点,61％)的主要来源。土壤源是WSOC(乡村点,39％;城市点,40％)和HULIS(乡村点,28％;城市点,32％)的主要一次源。燃煤对乡村点WSOC和HULIS的贡献分别为10％和20％,对城区点贡献较小。与我国南方地区研究结果相比,夏季WSOC的主要一次来源有较大差异,对HULIS尚无相同季节的研究,其主要一次来源的差异可能受季节因素影响;土壤源对我国北方地区PM2.5及其中水溶性有机物的贡献应该给予更多的关注和研究。