大氣顆粒物的化學成分主要是水溶性無機鹽、不溶的礦物質(zhì)和含碳物質(zhì)[ 1] .顆粒物在大氣中的傳輸、轉(zhuǎn)化、去除機制、對太陽輻射的影響以及是否能夠成為云的凝結(jié)核, 在很大程度上是由它們的粒徑分布和化學成分決定的[ 2, 3] .Whiteby 將大氣顆粒物的質(zhì)量粒徑譜分布描述為包括核模態(tài)、積聚模態(tài)和粗模態(tài)的三模態(tài)分布[ 4] .隨后的研究又發(fā)現(xiàn)在積聚模態(tài)存在2 個亞模態(tài)[ 5～ 8] ;John 等將其稱為“ 凝結(jié)模態(tài)”和“ 液滴模態(tài)”[ 6] .對于大氣顆粒物的水溶性組分, 硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽是其重要的組成部分,主要分布在動力學直徑小于 2.5μm 的細顆粒物中[ 9～ 13] , 這三者也是細粒子的重要組成部分.因此,顆粒物及其主要的水溶性離子組分的質(zhì)量濃度譜分布作為顆粒物的重要特性之一, 可用來表征顆粒物的污染特征.對于北京的大氣狀況已經(jīng)開展的研究發(fā)現(xiàn)北京城區(qū)夏季光化學反應活躍, 有利于二次粒子如硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽等的生成, 并且北京大氣顆粒物中三者年平均占到水溶性離子的 85 %[ 12] ;北京冬季采暖期SO2 污染嚴重, 發(fā)現(xiàn) PM2.5 質(zhì)量濃度冬季最高, 晚春、夏天和早秋則最低[ 10 , 14] ;固定源對顆粒物的貢獻要大于機動車的貢獻[ 12] ;對顆粒物的無機離子的形成[ 15] 和存在形式[ 16] 以及顆粒物對能見度的影響也進行了研究[ 17] ;但對顆粒物的重要特性之一:顆粒物質(zhì)量和化學成分粒徑譜分布的研究較少.本文選取溫度、相對濕度高的夏季和采暖期的冬季觀測顆粒物和化學成分的質(zhì)量濃度譜分布, 認識其物理化學特性, 進一步探討北京顆粒物的污染特征.采樣器:多級串聯(lián)撞擊式采樣器 MOUDI(mi-cro-o rifice uniform deposit impactor , 美國 MSP 公司), 流量30L/min .10 級MOUDI 采樣器的粒徑切割(進口 >18μm)10 ～ 18μm , 5.6 ～ 10μm , 3.2 ～5.6μm , 1.8 ～ 3.2μm , 1.0 ～ 1.8μm , 0.56 ～ 1.0μm , 0.32 ～ 0.56μm , 0.18 ～ 0.32μm , 0.1 ～ 0.18μm , 0.056 ～ 0.1μm ;8 級MOUDI 采樣器相對于10 級采樣器缺少粒徑段最小的2 級.采樣膜:ringed-T eflo n 膜(47mm , Gelman 公司).～ 2002-03-13 和 2003-01-03 ～ 2003-01-08 .除 2001年夏季用 8 級M OUDI 采樣外, 其余 3 次用 10 級M OUDI 采樣.采樣時段從當日 20 :00 到次日19 :30 , 每次更換采樣膜的時間約為 30min .文中采樣時間的選擇主要選在光化學煙霧易于出現(xiàn)的夏季和采暖期的冬季進行采樣, 采樣期間的平均溫度和平均相對濕度:2001-07(27.8 ℃, 64.3 %), 2002-03 (11.6 ℃, 27.0 %), 2002-07(28.4 ℃, 76.0 %), 2003- 01(-6.0 ℃, 41.1 %);采樣時間的氣溫和相對濕度都能反映夏季和冬季特殊的天氣情況.采樣點:位于北京市海淀區(qū)中關(guān)村地區(qū)北京大學校內(nèi), 采樣器架設(shè)在理科一號樓平臺, 距地面約15m , 周圍環(huán)境主要是北京大學教學區(qū).采樣點向東約200m 是南北方向的城市交通主干道路白頤路,向南約300m 是交通主干道北四環(huán).采樣前, 膜托和裝膜的Petri Dishes 用去離子水(Milli-Q Gradient , Millipore Company , 美國)超聲清洗3 遍;采樣器的各切割級, 由于不能用超聲清洗,用加少許清洗劑的自來水浸泡 24h , 然后用去離子水沖洗.采樣后采樣膜置于清洗過的Petri Dish 中,用封口膜纏好, 放入保鮮盒內(nèi), 在-18 ℃以下保存,等待進一步分析.1.2 　樣品分析采樣前后, 采樣膜在超凈實驗室里同樣的溫度(20 ℃±1 ℃)和相對濕度(RH , 40 %±5 %)的情況下進行平衡、稱重(梅特力上海公司AE240 型十萬分之一天平);根據(jù)采樣前后ringed-T eflon 膜的質(zhì)量差和實際采樣體積計算大氣中顆粒物的質(zhì)量濃度.樣品的提取:采樣后的 ringed-Teflon 膜用 10mL去離子水(Milli-Q Gradient , Millipore Company , 美國)超聲提取, 超聲20min , 利用流動水保持水溫在室溫;超聲提取的溶液用水系0.45μm PT FE 過濾頭(Gel-man Sciences)過濾到25mL 的塑料方瓶中.樣品分析:2001-07-27 ～ 2001-08-02 和2002-03- 07 2 次樣品的水溶性離子分析, 用 ASII 柱子和ASII 保護柱, 0.4 ～ 0.6mmol/ L NaOH 淋洗液分析陽離子;利用CS12 柱和 20 mmol/ L MSA 做為淋洗液分析陰離子, SO2- 、Cl- 、NO3- 的檢測限分別是0.004 , 0.01 和 0.004 mg·L-1 ;2002-07-25 ～ 2002- 07-31 和2003-01-03 ～ 2003-01-08 　2 次樣品水溶性離子分析過程如下:無機陰離子檢測用 Dio nex AS14 柱, ASRS-I 抑制器, 淋洗液為 3.5 mmol·L-1 Na2CO3/1.0 mmol · L -1 NaHCO3 , 流 速 2.0 m L·min-1 .陽離子檢測:CS-12A 色譜柱, CSRS-I 抑制器, 淋洗液為 20 mmol·L-1 的 MSA 。