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近年来,城市灰霾和大气细颗粒物(PM2.5,空气动力学直径_<2.5μm的颗粒)污染逐渐成为人们关注的焦点,政府和民众对它们的产生和治理都非常重视。作为能源重化工基地的太原市,由于城市化进程的不断推进、机动车辆的大量增加,城区的大气污染出现了新的特征,大气污染类型由典型的煤烟型发展成为煤烟加机动车尾气复合型,大气PM25污染严重,常有灰霾天气发生。本文的主要目的是研究太原市灰霾发生期间大气PM2.5质量浓度和化学成分变化规律,为制定大气污染防治措施、保护人民身体健康奠定基础。于2011年12月30日下午16时至2012年1月3日上午4时在山西大学环境与资源学院5层楼顶进行采样,每隔4小时采样一次,采样仪器为TH-150CⅢ中流量大气PM2.5采样器(采样膜为石英纤维滤膜,直径90mm)和改进的MAY七级冲击式采样器(采样膜为铝箔和银箔,分别采集0.25～0.5、0.5～1、1～2、2～4μm四种粒径范围的颗粒),得到样品21组,其中灰霾期间16组,非灰霾期间5组。同时,使用便携式气溶胶在线监测仪(TSI8530)对大气PM25质量浓度进行实时监测。采集的颗粒物样品用原子吸收仪测定重金属含量、用离子色谱仪测定阴离子和阳离子含量、用碳分析仪测定有机碳(OC)和元素碳(EC)的比值、用场发射扫描电镜测量颗粒大小、形貌和X-射线能谱,结果表明：(1)灰霾期间大气PM2.5平均浓度达0.665±0.275mg/m3,是非灰霾期间的12.31倍,超过国家环境空气质量标准日均浓度7倍多,污染状况十分严重;(2)在灰霾发生期间,以Hg、Zn、Pb为代表的典型重金属污染物以及硫酸盐(SO42-)、硝酸盐(NO3-)浓度升高明显,反映了燃煤、机动车尾气等人为活动对太原市大气PM2.5的化学组成影响较大；(3)在1-4μm粒径范围内,与SO2、NO2等污染物发生反应的矿物尘颗粒(如方解石、白云石、铝硅酸盐)大量增加；在0.25～1μm粒径范围内,含(NH4)2SO4、NH4NO3、OC的液滴颗粒大量增加,单颗粒与“全样”分析结果具有一致性。以上实验结果说明灰霾天气可促进大气细颗粒物化学成分的转化和新粒子的生成,使二次气溶胶浓度显著上升,该结论提示减少灰霾天气的发生对于预防二次气溶胶的产生、降低大气PM2.5的浓度具有重要作用。