山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳的污染特征與溯源研究一、引言1.1研究背景與意義在全球工業(yè)化與城市化飛速發(fā)展的進(jìn)程中，大氣污染問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻，已成為威脅人類(lèi)健康與生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素。大氣細(xì)顆粒物（PM2.5），作為大氣污染物的核心組成部分，由于其粒徑微小，不足人類(lèi)頭發(fā)直徑的二十分之一，能長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中，且易吸附重金屬、微生物等有毒有害物質(zhì)，對(duì)空氣質(zhì)量、能見(jiàn)度、人體健康以及氣候變化均產(chǎn)生重大影響。世界衛(wèi)生組織（WHO）指出，長(zhǎng)期暴露于高濃度PM2.5環(huán)境中，會(huì)顯著增加患心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病以及肺癌等的風(fēng)險(xiǎn)。權(quán)威醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》發(fā)表的2015年全球疾病負(fù)擔(dān)研究表明，PM2.5導(dǎo)致全球每年420萬(wàn)人死亡，占到全死因的7.6%，而我國(guó)受PM2.5影響的死亡人數(shù)高達(dá)111萬(wàn)人，相比1990年增加了17.5%。水溶性有機(jī)碳（WSOC）是大氣細(xì)顆粒物的重要構(gòu)成部分，通常指能溶于水并可通過(guò)0.45μm微孔濾膜的大小和結(jié)構(gòu)各異的水溶性有機(jī)物質(zhì)。WSOC在大氣化學(xué)過(guò)程、人體健康效應(yīng)和氣候變化影響等方面扮演著關(guān)鍵角色。在大氣化學(xué)過(guò)程中，WSOC參與光化學(xué)反應(yīng)，能生成二次有機(jī)氣溶膠，對(duì)大氣中氣溶膠的形成和演化產(chǎn)生重要作用。例如，在光照條件下，WSOC中的某些有機(jī)化合物會(huì)發(fā)生光氧化反應(yīng)，產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物進(jìn)一步與大氣中的其他物質(zhì)反應(yīng)，形成二次有機(jī)氣溶膠，從而改變大氣中氣溶膠的濃度和粒徑分布。在人體健康效應(yīng)方面，WSOC成分復(fù)雜，可能包含多環(huán)芳烴、硝基芳烴等有毒有害物質(zhì)。當(dāng)人們吸入含有WSOC的大氣細(xì)顆粒物時(shí)，這些物質(zhì)可能會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，尤其是對(duì)老年人、兒童、孕婦以及患有呼吸道疾病的人群，危害更為顯著。研究表明，WSOC中的多環(huán)芳烴具有致癌性，長(zhǎng)期吸入可能導(dǎo)致肺癌等疾病的發(fā)生；硝基芳烴則可能對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激作用，引發(fā)咳嗽、氣喘等癥狀。從對(duì)氣候變化的影響來(lái)看，WSOC具有吸光性，特別是其中的水溶性棕色碳（WSBrC）能夠吸收可見(jiàn)光和近紫外光波長(zhǎng)的光能，從而影響光學(xué)深度和氣溶膠輻射強(qiáng)迫效應(yīng)，導(dǎo)致氣溶膠直接輻射強(qiáng)迫的增強(qiáng)，在全球氣候變化中發(fā)揮著重要作用。WSOC還能影響云的形成和性質(zhì)，間接影響氣候變化。例如，WSOC可以作為云凝結(jié)核，影響云滴的形成和增長(zhǎng)，進(jìn)而改變?cè)频墓鈱W(xué)性質(zhì)和降水效率。山東省作為中國(guó)的經(jīng)濟(jì)大省和人口大省，工業(yè)發(fā)達(dá)，能源消耗量大，大氣污染問(wèn)題較為突出。冬季，受供暖需求增加、氣象條件不利于污染物擴(kuò)散等因素影響，大氣細(xì)顆粒物污染更為嚴(yán)重。深入研究山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳的污染特征，對(duì)于全面了解該地區(qū)大氣污染狀況、評(píng)估其對(duì)人體健康和氣候變化的影響，以及制定針對(duì)性的污染防控策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)不同地區(qū)WSOC污染特征的研究，可以明確污染的嚴(yán)重程度和分布規(guī)律，為精準(zhǔn)治理提供科學(xué)依據(jù)；分析其來(lái)源，能夠有針對(duì)性地采取措施減少污染物排放；研究其與氣象因素的關(guān)系，有助于預(yù)測(cè)污染的發(fā)生和發(fā)展趨勢(shì)，提前做好防范工作。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳的研究一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)。國(guó)外方面，早期研究聚焦于WSOC的含量測(cè)定與基本理化性質(zhì)分析。美國(guó)環(huán)保署（EPA）資助的多項(xiàng)研究，運(yùn)用熱光分析儀等設(shè)備，對(duì)不同地區(qū)大氣顆粒物中的WSOC含量進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其在不同區(qū)域、不同季節(jié)存在顯著差異。隨著研究深入，學(xué)者們開(kāi)始關(guān)注WSOC的來(lái)源解析。通過(guò)碳同位素分析、有機(jī)示蹤物研究等手段，明確了生物質(zhì)燃燒、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、工業(yè)源等是WSOC的主要來(lái)源。例如，在歐洲的一些城市，利用左旋葡聚糖作為生物質(zhì)燃燒的示蹤物，證實(shí)了生物質(zhì)燃燒在冬季對(duì)WSOC的重要貢獻(xiàn)。在WSOC對(duì)氣候影響的研究上，國(guó)際上開(kāi)展了眾多大型觀(guān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，如美國(guó)的IMPROVE項(xiàng)目、歐洲的EUCAARI計(jì)劃等，通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和模型模擬，深入探究了WSOC對(duì)氣溶膠光學(xué)性質(zhì)、云凝結(jié)核活性的影響，揭示了其在氣候變化中的重要作用。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究起步相對(duì)較晚，但發(fā)展迅速。早期研究主要集中在大城市，如北京、上海、廣州等地，分析WSOC在大氣顆粒物中的濃度水平、季節(jié)變化特征。隨著研究范圍的拓展，逐漸覆蓋到中小城市以及不同功能區(qū)。在來(lái)源解析方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者綜合運(yùn)用多種方法，如正定矩陣因子分解（PMF）模型、主成分分析（PCA）等，對(duì)不同地區(qū)WSOC的來(lái)源進(jìn)行了深入剖析。以南京為例，研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)燃燒、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、工業(yè)排放等是其WSOC的主要來(lái)源，且在不同季節(jié)各來(lái)源的貢獻(xiàn)率有所不同。在光學(xué)特性和氣候效應(yīng)研究上，國(guó)內(nèi)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬和野外觀(guān)測(cè)相結(jié)合的方式，取得了一系列成果，明確了WSOC中的水溶性棕色碳（WSBrC）對(duì)大氣消光有重要貢獻(xiàn)，影響著區(qū)域的輻射平衡和氣候變化。然而，現(xiàn)有研究仍存在一些不足。在地域覆蓋上，對(duì)山東省不同地區(qū)的研究相對(duì)較少，尤其是針對(duì)冬季這一污染高發(fā)季節(jié)，缺乏系統(tǒng)全面的研究。山東省地理位置特殊，不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消耗方式差異較大，這必然導(dǎo)致大氣細(xì)顆粒物中WSOC的污染特征存在顯著差異，但目前對(duì)此缺乏深入探究。在研究?jī)?nèi)容上，雖然對(duì)WSOC的來(lái)源解析取得了一定進(jìn)展，但對(duì)于一些復(fù)雜來(lái)源的解析還不夠精準(zhǔn)，如生物質(zhì)燃燒中不同燃料類(lèi)型、不同燃燒方式對(duì)WSOC的貢獻(xiàn)，以及不同來(lái)源之間的相互作用對(duì)WSOC生成和演化的影響等，仍有待進(jìn)一步研究。在WSOC與氣象因素的關(guān)系研究中，多集中在溫度、濕度、風(fēng)速等常規(guī)氣象要素，對(duì)于大氣穩(wěn)定度、邊界層高度等對(duì)WSOC擴(kuò)散和轉(zhuǎn)化的影響研究較少。本研究將針對(duì)這些不足，以山東省不同地區(qū)為研究對(duì)象，深入探究冬季大氣細(xì)顆粒物中WSOC的污染特征，為該地區(qū)大氣污染防治提供科學(xué)依據(jù)。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究以山東省不同地區(qū)為研究對(duì)象，旨在深入探究冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）的污染特征，具體研究?jī)?nèi)容如下：不同地區(qū)水溶性有機(jī)碳的濃度水平：在山東省選取多個(gè)具有代表性的地區(qū)，如濟(jì)南、青島、淄博、濰坊等。這些地區(qū)涵蓋了省會(huì)城市、沿海城市、工業(yè)城市和農(nóng)業(yè)城市等不同類(lèi)型，具有不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消耗方式，能夠全面反映山東省的地域特點(diǎn)。在冬季，利用中流量顆粒物采樣器在各地區(qū)的多個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行大氣PM2.5樣品采集，每個(gè)采樣點(diǎn)連續(xù)采樣24小時(shí)，以確保采集到具有代表性的樣品。對(duì)采集到的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，使用總有機(jī)碳分析儀測(cè)定其中水溶性有機(jī)碳的濃度，從而明確不同地區(qū)WSOC的濃度水平，分析其在不同地區(qū)的差異。水溶性有機(jī)碳的時(shí)空分布特征：在時(shí)間分布上，對(duì)冬季不同月份采集的樣品進(jìn)行分析，研究WSOC濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律，探究其在供暖期和非供暖期的差異。在空間分布上，結(jié)合各采樣點(diǎn)的地理位置信息，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)繪制WSOC濃度的空間分布圖，分析其在山東省不同地區(qū)的空間分布特征，明確高污染區(qū)域和低污染區(qū)域。影響水溶性有機(jī)碳濃度的因素分析：收集各采樣點(diǎn)同期的氣象數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、大氣穩(wěn)定度等，分析氣象因素對(duì)WSOC濃度的影響。例如，研究溫度對(duì)WSOC揮發(fā)和轉(zhuǎn)化的影響，濕度對(duì)WSOC吸濕增長(zhǎng)和液相反應(yīng)的作用，風(fēng)速和風(fēng)向?qū)SOC傳輸和擴(kuò)散的影響等。同時(shí)，分析不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消耗類(lèi)型等因素與WSOC濃度的相關(guān)性。例如，探討工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)因工業(yè)排放對(duì)WSOC濃度的貢獻(xiàn)，能源消耗以煤炭為主的地區(qū)煤炭燃燒對(duì)WSOC的影響等。水溶性有機(jī)碳的來(lái)源解析：采用多種方法對(duì)WSOC的來(lái)源進(jìn)行解析。利用碳同位素分析技術(shù)，通過(guò)測(cè)定WSOC中碳同位素的組成，判斷其來(lái)源是化石燃料燃燒、生物質(zhì)燃燒還是其他來(lái)源。運(yùn)用有機(jī)示蹤物分析方法，檢測(cè)WSOC中特定的有機(jī)化合物，如左旋葡聚糖作為生物質(zhì)燃燒的示蹤物，多環(huán)芳烴作為化石燃料燃燒的示蹤物等，確定不同來(lái)源對(duì)WSOC的貢獻(xiàn)。借助正定矩陣因子分解（PMF）模型，結(jié)合樣品中WSOC及其他化學(xué)成分的濃度數(shù)據(jù)，對(duì)WSOC的來(lái)源進(jìn)行定量解析，明確各來(lái)源的貢獻(xiàn)率。1.3.2研究方法采樣方法：在山東省不同地區(qū)的城市中心、工業(yè)區(qū)、交通樞紐、居民區(qū)、郊區(qū)等不同功能區(qū)設(shè)置采樣點(diǎn)，每個(gè)地區(qū)設(shè)置3-5個(gè)采樣點(diǎn)，以保證樣品的代表性。使用中流量顆粒物采樣器（流量為100L/min），搭配直徑為47mm的石英纖維濾膜進(jìn)行PM2.5樣品采集。采樣時(shí)間為冬季的連續(xù)三個(gè)月，每月采樣10-15天，每天采樣時(shí)間為08:00-次日08:00，共計(jì)24小時(shí)。采樣前后，濾膜在恒溫恒濕條件下（溫度25℃，相對(duì)濕度40%）平衡24小時(shí)，然后用高精度電子天平稱(chēng)重，記錄采樣前后濾膜的質(zhì)量，計(jì)算PM2.5的質(zhì)量濃度。分析測(cè)試方法：將采集后的石英纖維濾膜剪成小塊，放入去離子水中，在超聲波清洗器中超聲提取30分鐘，使濾膜上的WSOC充分溶解于水中。提取液經(jīng)過(guò)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾后，使用總有機(jī)碳分析儀測(cè)定其中WSOC的濃度。采用離子色譜儀測(cè)定樣品中水溶性離子（如NO3-、SO42-、NH4+等）的濃度；利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）分析樣品中金屬元素的含量；運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）檢測(cè)樣品中的有機(jī)示蹤物。數(shù)據(jù)處理方法：對(duì)采集到的濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以描述數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度。運(yùn)用相關(guān)性分析方法，分析WSOC濃度與氣象因素、其他污染物濃度之間的相關(guān)性，明確影響WSOC濃度的主要因素。利用主成分分析（PCA）等多元統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，提取主要信息，初步探討WSOC的來(lái)源。源解析方法：利用碳同位素分析技術(shù)，通過(guò)測(cè)定WSOC中13C/12C的比值，與已知來(lái)源的碳同位素比值進(jìn)行對(duì)比，判斷其來(lái)源。采用有機(jī)示蹤物分析方法，根據(jù)樣品中特定有機(jī)示蹤物的含量，結(jié)合相關(guān)研究成果，估算不同來(lái)源對(duì)WSOC的貢獻(xiàn)。運(yùn)用正定矩陣因子分解（PMF）模型，將樣品中WSOC及其他化學(xué)成分的濃度數(shù)據(jù)輸入模型，通過(guò)迭代計(jì)算，確定WSOC的主要來(lái)源及其貢獻(xiàn)率。在運(yùn)行PMF模型時(shí)，通過(guò)調(diào)整參數(shù)、進(jìn)行不確定性分析等，確保模型結(jié)果的可靠性。二、山東省不同地區(qū)概況與研究方法2.1山東省地理與氣候特征山東省地處中國(guó)東部沿海、黃河下游，陸域介于北緯34°23′～38°17′、東經(jīng)114°48′～122°42′之間，東西長(zhǎng)721.03千米，南北長(zhǎng)437.28千米。境域涵蓋半島和內(nèi)陸兩部分，山東半島突出于渤海、黃海之中，與遼東半島隔海相望；內(nèi)陸部分自北而南與河北、河南、安徽、江蘇4省接壤，全省陸域面積15.81萬(wàn)平方千米，毗鄰海域面積約為15.86萬(wàn)平方千米。山東省的地形地貌復(fù)雜多樣，境內(nèi)中部山地突起，西南、西北低洼平坦，東部緩丘起伏，形成了以山地丘陵為骨架、平原湖泊交錯(cuò)環(huán)列其間的獨(dú)特地形大勢(shì)。泰山雄踞中部，主峰海拔1532.7米，為全省最高點(diǎn)；黃河三角洲一般海拔2-10米，是全省陸地最低處。境內(nèi)地貌類(lèi)型豐富，平原面積占全省面積的65.56%，主要分布在魯西北地區(qū)和魯西南局部地區(qū)，這里地勢(shì)平坦開(kāi)闊，有利于農(nóng)業(yè)大規(guī)模種植和工業(yè)布局；臺(tái)地面積占4.46%，集中于東部地區(qū)；丘陵面積占15.39%，多分布在東部、魯西南局部地區(qū)；山地面積占14.59%，主要集中在魯中地區(qū)和魯西南局部地區(qū)。境內(nèi)主要山脈集中分布在魯中南山丘區(qū)和膠東丘陵區(qū)，魯中南山丘區(qū)主要由片麻巖、花崗片麻巖組成，膠東丘陵區(qū)則由花崗巖構(gòu)成，其中絕對(duì)高度在700米以上、面積150平方千米以上的山脈有泰山、蒙山、嶗山、魯山、沂山等。山東省屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨量集中。全省年平均氣溫11-14℃，由南而北，自西向東呈遞減趨勢(shì)。其中，西南部年平均氣溫多在13℃以上，濟(jì)南、棗莊等地可達(dá)14℃以上；膠東半島、黃河三角洲地區(qū)氣溫較低，多在12℃乃至11℃以下。一月份全省平均氣溫在-4--1℃之間，七月份平均氣溫為24-27℃。山東各地冬季漫長(zhǎng)，一般為140-165天；夏季次之，時(shí)長(zhǎng)72-108天；春、秋兩季相對(duì)較短，約50-70天。年平均降水量550-950毫米，降水季節(jié)分布不均，全年降水量的60%-70%集中于夏季，易引發(fā)澇災(zāi)，而冬、春及晚秋則易出現(xiàn)旱象，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大。這種氣候特點(diǎn)對(duì)冬季大氣污染有著顯著影響。冬季，強(qiáng)大干冷的蒙古高壓控制我國(guó)，山東位于蒙古冷高壓的東南部，盛行偏北風(fēng)，氣候寒冷而干燥。此時(shí)，大氣穩(wěn)定度較高，垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)較弱，不利于污染物的擴(kuò)散。當(dāng)冷空氣勢(shì)力較弱時(shí)，大氣層結(jié)穩(wěn)定，容易形成逆溫現(xiàn)象，進(jìn)一步抑制了污染物的垂直擴(kuò)散，使得大氣污染物在近地面聚集，導(dǎo)致污染加重。從季風(fēng)角度來(lái)看，冬季的偏北季風(fēng)從高緯度地區(qū)帶來(lái)的冷空氣較為干燥、寒冷，在經(jīng)過(guò)山東時(shí)，若沒(méi)有較強(qiáng)的暖濕氣流與之交匯，降水較少，難以對(duì)大氣中的污染物起到?jīng)_刷、稀釋作用。而在某些年份，當(dāng)南方暖濕空氣較強(qiáng)時(shí)，冷暖空氣交匯可能會(huì)造成雨雪天氣，在一定程度上有助于凈化空氣，降低污染物濃度。但當(dāng)青藏高原上有較深的低槽移出，西南氣流較強(qiáng)時(shí)，南方氣旋北上影響山東，雖可能帶來(lái)大風(fēng)和雨雪天氣，但也可能在降水前的升溫階段，使得大氣中污染物的揮發(fā)性增強(qiáng)，在一定時(shí)段內(nèi)加重污染。在降水方面，冬季是山東全年降水最少的季節(jié)，各地平均降水量在14.0-44.5mm之間，僅占年降水量的2-6%。較少的降水無(wú)法有效清除大氣中的顆粒物，使得大氣細(xì)顆粒物在空氣中長(zhǎng)時(shí)間積累，導(dǎo)致WSOC等污染物濃度升高。同時(shí)，降水的空間分布也不均勻，魯西北地區(qū)最少，在25mm以下；魯東南及山東半島東北部最多，在40mm以上。這種降水分布差異也會(huì)導(dǎo)致不同地區(qū)大氣污染程度有所不同，降水較多的地區(qū)相對(duì)污染較輕，而降水少的地區(qū)污染相對(duì)較重。溫度對(duì)大氣污染的影響也不容忽視。冬季氣溫較低，大氣中氣態(tài)污染物更容易凝結(jié)在顆粒物表面，促進(jìn)了二次污染物的生成。例如，氣態(tài)的揮發(fā)性有機(jī)化合物在低溫下可能會(huì)吸附在PM2.5表面，經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為WSOC，從而增加了大氣細(xì)顆粒物中WSOC的含量。低溫還會(huì)導(dǎo)致大氣邊界層高度降低，使得污染物在更狹窄的空間內(nèi)聚集，進(jìn)一步加劇了污染程度。2.2研究區(qū)域選擇本研究選取濟(jì)南、青島、淄博、濰坊作為山東省不同地區(qū)的研究對(duì)象，這些地區(qū)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通狀況和能源消費(fèi)特點(diǎn)等方面具有顯著差異，對(duì)大氣污染的潛在影響也各不相同。濟(jì)南作為山東省省會(huì)，是全省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為多元化，涵蓋了工業(yè)、服務(wù)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)方面，機(jī)械制造、化工、食品加工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)仍占據(jù)一定比重。例如，濟(jì)南擁有眾多機(jī)械制造企業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）、顆粒物等污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為水溶性有機(jī)碳，增加大氣細(xì)顆粒物中WSOC的含量。隨著城市的發(fā)展，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)如信息技術(shù)、生物醫(yī)藥等也在迅速崛起，這些產(chǎn)業(yè)雖然相對(duì)清潔，但在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中也可能會(huì)產(chǎn)生一些揮發(fā)性有機(jī)污染物，對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生一定影響。濟(jì)南交通擁堵?tīng)顩r較為嚴(yán)重，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)。截至2023年底，濟(jì)南機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已超過(guò)300萬(wàn)輛，且每年以一定比例遞增。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中含有大量的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物等污染物，這些污染物在光照和大氣中其他物質(zhì)的作用下，會(huì)發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成二次有機(jī)氣溶膠，其中部分成分即為WSOC。早晚高峰時(shí)段，道路上車(chē)輛密集，尾氣排放集中，導(dǎo)致周邊區(qū)域大氣中WSOC濃度明顯升高。交通擁堵還會(huì)使車(chē)輛在怠速和低速行駛狀態(tài)下停留時(shí)間增加，這種工況下機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的污染物濃度更高，進(jìn)一步加重了大氣污染。在能源消費(fèi)方面，濟(jì)南冬季供暖主要依靠燃煤，煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的煙塵、二氧化硫、氮氧化物以及有機(jī)污染物等。這些污染物不僅直接增加了大氣中顆粒物的濃度，還會(huì)通過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物，其中就包括WSOC。煤炭燃燒產(chǎn)生的飛灰表面具有豐富的活性位點(diǎn)，能夠吸附大氣中的氣態(tài)有機(jī)污染物，促進(jìn)其轉(zhuǎn)化為WSOC。盡管近年來(lái)濟(jì)南在積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，加大清潔能源的使用比例，但在冬季供暖期，煤炭仍然是主要的能源來(lái)源，對(duì)大氣污染的影響不容忽視。青島是山東省的沿海開(kāi)放城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以海洋經(jīng)濟(jì)、制造業(yè)、旅游業(yè)等為主。海洋經(jīng)濟(jì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，如海洋漁業(yè)、海洋運(yùn)輸、海洋裝備制造等，在青島經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。海洋漁業(yè)加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些有機(jī)廢氣，海洋運(yùn)輸船舶排放的尾氣中也含有一定量的污染物，這些都可能對(duì)大氣中WSOC的濃度產(chǎn)生影響。船舶在航行過(guò)程中，燃燒的重油會(huì)排放出大量的顆粒物和有機(jī)污染物，其中部分有機(jī)污染物會(huì)溶解在大氣中的水汽中，形成WSOC。制造業(yè)方面，青島的家電制造、汽車(chē)制造等產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，這些產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用大量的有機(jī)溶劑，有機(jī)溶劑揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)入大氣后，會(huì)參與光化學(xué)反應(yīng)，生成二次有機(jī)氣溶膠，從而增加WSOC的含量。青島作為重要的旅游城市，旅游業(yè)的發(fā)展也對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生一定影響。旅游旺季時(shí)，大量游客涌入，交通工具的使用量增加，包括旅游大巴、出租車(chē)、私家車(chē)等，這些車(chē)輛的尾氣排放會(huì)加重局部地區(qū)的大氣污染。游客在旅游活動(dòng)中產(chǎn)生的餐飲油煙、垃圾焚燒等也會(huì)釋放出有機(jī)污染物，對(duì)大氣中WSOC的濃度產(chǎn)生貢獻(xiàn)。在交通方面，青島擁有發(fā)達(dá)的海陸空交通網(wǎng)絡(luò)。港口運(yùn)輸繁忙，青島港是中國(guó)重要的外貿(mào)港口之一，每年貨物吞吐量巨大。大量的船舶進(jìn)出港口，船舶排放的污染物對(duì)周邊大氣環(huán)境質(zhì)量影響顯著。飛機(jī)起降也會(huì)排放一定量的污染物，尤其是在機(jī)場(chǎng)周邊區(qū)域，大氣中污染物濃度相對(duì)較高。城市內(nèi)部交通中，隨著機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的不斷增加，交通擁堵問(wèn)題逐漸凸顯，特別是在旅游旺季和節(jié)假日，道路上車(chē)輛密集，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放對(duì)大氣污染的影響更為突出。能源消費(fèi)方面，青島在積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，加大風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源的開(kāi)發(fā)利用。青島沿海地區(qū)風(fēng)能資源豐富，建設(shè)了多個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)力發(fā)電在能源供應(yīng)中所占比例逐漸提高。在太陽(yáng)能利用方面，城市中越來(lái)越多的建筑采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和光伏發(fā)電設(shè)施。但在冬季，為滿(mǎn)足供暖需求，部分區(qū)域仍依賴(lài)燃煤供熱，煤炭燃燒排放的污染物對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量仍有一定影響。淄博是典型的工業(yè)城市，以石油化工、建材、冶金等傳統(tǒng)重工業(yè)為主。石油化工產(chǎn)業(yè)是淄博的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在原油加工、化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物、硫化物、氮氧化物等污染物。這些污染物在大氣中相互作用，通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)、氧化反應(yīng)等過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生大量的二次有機(jī)氣溶膠，其中包含豐富的WSOC。例如，石油化工企業(yè)排放的苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)化合物，在陽(yáng)光照射下，會(huì)與大氣中的氧化劑發(fā)生反應(yīng)，生成一系列復(fù)雜的有機(jī)化合物，部分產(chǎn)物會(huì)溶解在大氣中的水汽中，形成WSOC。建材行業(yè)也是淄博的重要產(chǎn)業(yè)，水泥、玻璃、陶瓷等生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和有機(jī)污染物。水泥生產(chǎn)過(guò)程中，高溫煅燒石灰石等原料會(huì)釋放出大量的顆粒物，同時(shí)，燃料燃燒和原料中的有機(jī)雜質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生有機(jī)污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中，使用的釉料和顏料在燒制過(guò)程中會(huì)揮發(fā)產(chǎn)生有機(jī)廢氣，這些有機(jī)廢氣進(jìn)入大氣后，會(huì)增加大氣中WSOC的含量。淄博的交通以公路運(yùn)輸為主，重型貨車(chē)數(shù)量較多。重型貨車(chē)主要用于運(yùn)輸工業(yè)原料和產(chǎn)品，其排放的尾氣中含有大量的顆粒物、碳?xì)浠衔?、氮氧化物等污染物。由于重型貨?chē)通常使用柴油作為燃料，柴油燃燒不充分會(huì)產(chǎn)生大量的黑煙，其中包含豐富的有機(jī)碳顆粒，這些顆粒在大氣中經(jīng)過(guò)氧化等過(guò)程，部分會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。公路運(yùn)輸?shù)姆泵€導(dǎo)致交通擁堵現(xiàn)象較為常見(jiàn)，尤其是在工業(yè)區(qū)周邊道路，車(chē)輛怠速和頻繁啟停時(shí)，尾氣排放的污染物濃度更高，對(duì)大氣污染的影響更為嚴(yán)重。能源消費(fèi)方面，淄博對(duì)煤炭的依賴(lài)程度較高。工業(yè)生產(chǎn)和冬季供暖主要依靠煤炭，煤炭燃燒排放的污染物是大氣污染的主要來(lái)源之一。煤炭中含有硫、氮等雜質(zhì)，燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化物等污染物，這些污染物與大氣中的水汽結(jié)合，會(huì)形成酸雨，同時(shí)也會(huì)參與大氣中的化學(xué)反應(yīng)，生成二次污染物，其中包括WSOC。盡管淄博在積極推進(jìn)節(jié)能減排和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，但由于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的制約，煤炭在能源消費(fèi)中的主導(dǎo)地位短期內(nèi)難以改變，大氣污染防治形勢(shì)依然嚴(yán)峻。濰坊是農(nóng)業(yè)大市，同時(shí)工業(yè)也有一定發(fā)展，形成了以機(jī)械裝備、化工、食品加工、造紙等為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)方面，濰坊是全國(guó)重要的蔬菜生產(chǎn)基地，蔬菜種植面積廣闊，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，使用的農(nóng)藥、化肥等會(huì)揮發(fā)產(chǎn)生一些有機(jī)污染物。在蔬菜保鮮和加工過(guò)程中，也會(huì)使用一些化學(xué)藥劑，這些藥劑的揮發(fā)和排放會(huì)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生一定影響。例如，一些農(nóng)藥中含有有機(jī)磷、有機(jī)氯等成分，在使用后會(huì)逐漸揮發(fā)到大氣中，這些有機(jī)污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。工業(yè)方面，機(jī)械裝備制造業(yè)是濰坊的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在機(jī)械加工、零部件制造等過(guò)程中，會(huì)使用大量的切削液、潤(rùn)滑油等，這些物質(zhì)揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣會(huì)進(jìn)入大氣?；ぎa(chǎn)業(yè)在濰坊也占有一定比重，化工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放各種有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，如有機(jī)硫化物、有機(jī)氯化物、氮氧化物等，這些污染物在大氣中相互作用，會(huì)生成二次有機(jī)氣溶膠，增加WSOC的含量。食品加工和造紙行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一些有機(jī)廢氣和廢水，其中的有機(jī)污染物排放到大氣中，會(huì)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響。濰坊的交通狀況相對(duì)較好，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量也在不斷增加。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放仍然是大氣污染的重要來(lái)源之一。特別是在城市中心區(qū)域和交通樞紐附近，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放較為集中，對(duì)周邊大氣環(huán)境質(zhì)量影響較大。濰坊的公路運(yùn)輸也較為繁忙，大量的農(nóng)產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品通過(guò)公路運(yùn)輸運(yùn)往各地，重型貨車(chē)的尾氣排放對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)不容忽視。能源消費(fèi)方面，濰坊以煤炭、電力等傳統(tǒng)能源為主，雖然近年來(lái)在積極發(fā)展可再生能源，如生物質(zhì)能、太陽(yáng)能等，但占比較小。冬季供暖期間，部分區(qū)域仍依賴(lài)燃煤鍋爐，煤炭燃燒排放的污染物對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量有一定影響。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)中的能源消耗也主要依靠傳統(tǒng)能源，能源利用效率有待提高，這也在一定程度上加重了大氣污染。通過(guò)對(duì)濟(jì)南、青島、淄博、濰坊這四個(gè)地區(qū)的研究，可以全面了解山東省不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通狀況和能源消費(fèi)特點(diǎn)地區(qū)的大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳的污染特征，為制定針對(duì)性的大氣污染防治措施提供科學(xué)依據(jù)。2.3采樣點(diǎn)布局與采樣方法為全面、準(zhǔn)確地獲取山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）的污染信息，本研究在濟(jì)南、青島、淄博、濰坊四個(gè)地區(qū)進(jìn)行了科學(xué)合理的采樣點(diǎn)布局。在濟(jì)南，選取了市中心的泉城廣場(chǎng)、工業(yè)區(qū)的濟(jì)南鋼鐵廠(chǎng)附近、交通樞紐濟(jì)南火車(chē)站周邊、居民區(qū)的燕山小區(qū)以及郊區(qū)的仲宮鎮(zhèn)這五個(gè)采樣點(diǎn)。泉城廣場(chǎng)作為市中心區(qū)域，人員活動(dòng)密集，商業(yè)活動(dòng)頻繁，能夠反映城市中心的大氣污染狀況；濟(jì)南鋼鐵廠(chǎng)是大型工業(yè)企業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量污染物，選取該廠(chǎng)附近的采樣點(diǎn)可以監(jiān)測(cè)工業(yè)污染對(duì)大氣中WSOC濃度的影響；濟(jì)南火車(chē)站作為交通樞紐，車(chē)流量大，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放集中，有助于研究交通源對(duì)WSOC的貢獻(xiàn)；燕山小區(qū)是典型的居民區(qū)，居民的日常生活活動(dòng)如烹飪、取暖等會(huì)產(chǎn)生一定的污染物，在此設(shè)置采樣點(diǎn)可了解居民生活對(duì)大氣環(huán)境的影響；仲宮鎮(zhèn)位于郊區(qū)，受人類(lèi)活動(dòng)干擾相對(duì)較小，作為對(duì)照點(diǎn)，能為其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)提供對(duì)比參考。在青島，分別在市南區(qū)的五四廣場(chǎng)、黃島區(qū)的青島港附近、嶗山區(qū)的汽車(chē)東站周邊、市北區(qū)的浮山后小區(qū)以及即墨區(qū)的鰲山衛(wèi)鎮(zhèn)設(shè)置采樣點(diǎn)。五四廣場(chǎng)位于市南區(qū)，是青島的標(biāo)志性區(qū)域，商業(yè)、旅游活動(dòng)集中，可代表城市核心區(qū)域的污染情況；青島港是重要的港口，船舶運(yùn)輸繁忙，港口附近的采樣點(diǎn)能監(jiān)測(cè)到船舶尾氣排放以及港口作業(yè)產(chǎn)生的污染物對(duì)WSOC的影響；汽車(chē)東站是交通樞紐，大量車(chē)輛在此進(jìn)出，能反映交通污染特征；浮山后小區(qū)是居民聚居區(qū)，可研究居民生活對(duì)大氣的影響；鰲山衛(wèi)鎮(zhèn)地處郊區(qū)，環(huán)境相對(duì)較為清潔，用于對(duì)比城市區(qū)域的污染狀況。淄博的采樣點(diǎn)選在張店區(qū)的人民公園、臨淄區(qū)的齊魯石化公司附近、周村區(qū)的309國(guó)道旁、淄川區(qū)的般陽(yáng)生活區(qū)以及博山區(qū)的池上鎮(zhèn)。人民公園位于張店區(qū)中心，周邊人口密集，能體現(xiàn)城市中心區(qū)域的大氣污染水平；齊魯石化公司是淄博的大型石化企業(yè)，其排放的污染物種類(lèi)多、數(shù)量大，在公司附近設(shè)置采樣點(diǎn)可重點(diǎn)研究石化工業(yè)對(duì)WSOC的影響；309國(guó)道周村段車(chē)流量大，尤其是重型貨車(chē)頻繁通行，可監(jiān)測(cè)交通源對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)；般陽(yáng)生活區(qū)是淄川區(qū)的主要居民區(qū)，能反映居民生活對(duì)大氣環(huán)境的作用；池上鎮(zhèn)位于博山區(qū)郊區(qū)，生態(tài)環(huán)境良好，作為對(duì)照采樣點(diǎn)，便于對(duì)比分析。在濰坊，采樣點(diǎn)分布在奎文區(qū)的世紀(jì)泰華廣場(chǎng)、壽光市的晨鳴紙業(yè)集團(tuán)附近、青州市的青州汽車(chē)站周邊、寒亭區(qū)的寒亭街道以及安丘市的輝渠鎮(zhèn)。世紀(jì)泰華廣場(chǎng)是奎文區(qū)的商業(yè)中心，人員和車(chē)輛流動(dòng)量大，可監(jiān)測(cè)城市商業(yè)活動(dòng)對(duì)大氣的影響；晨鳴紙業(yè)集團(tuán)是大型造紙企業(yè)，造紙過(guò)程中會(huì)排放有機(jī)污染物，在其附近采樣能研究造紙工業(yè)對(duì)WSOC的貢獻(xiàn)；青州汽車(chē)站是交通樞紐，能反映交通污染情況；寒亭街道是居民區(qū)，可了解居民生活對(duì)大氣環(huán)境的影響；輝渠鎮(zhèn)位于安丘市郊區(qū)，自然環(huán)境優(yōu)美，作為對(duì)照點(diǎn)，用于對(duì)比城市采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)。采樣儀器選用中流量顆粒物采樣器，型號(hào)為T(mén)H-150CIII，該采樣器具有流量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，流量設(shè)定為100L/min。搭配直徑為47mm的石英纖維濾膜進(jìn)行PM2.5樣品采集，石英纖維濾膜具有極低的空白值和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能有效減少對(duì)樣品的污染。采樣時(shí)間為冬季的12月、1月、2月這三個(gè)月，每月采樣10-15天，每天采樣時(shí)間從08:00開(kāi)始，至次日08:00結(jié)束，連續(xù)采樣24小時(shí)，以確保采集到的樣品能夠代表該地區(qū)一天內(nèi)的大氣污染狀況。在采樣過(guò)程中，嚴(yán)格采取質(zhì)量控制措施。采樣前，對(duì)采樣器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保流量準(zhǔn)確無(wú)誤。使用標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)對(duì)采樣器的流量進(jìn)行檢測(cè)，若流量偏差超過(guò)±5%，則對(duì)采樣器進(jìn)行調(diào)試，直至流量符合要求。濾膜在使用前，需在馬弗爐中于550℃下灼燒4小時(shí)，以去除濾膜表面的有機(jī)雜質(zhì)，降低空白值。采樣前后，濾膜均需在恒溫恒濕條件下（溫度25℃，相對(duì)濕度40%）平衡24小時(shí)，然后用精度為0.01mg的電子天平稱(chēng)重，記錄采樣前后濾膜的質(zhì)量，計(jì)算PM2.5的質(zhì)量濃度。同時(shí)，每次采樣均采集現(xiàn)場(chǎng)空白樣品，即將濾膜安裝在采樣器上，帶到采樣現(xiàn)場(chǎng)，但不進(jìn)行采樣操作，然后帶回實(shí)驗(yàn)室分析，用于扣除采樣過(guò)程中的環(huán)境本底污染。在運(yùn)輸和保存樣品過(guò)程中，將濾膜置于低溫、避光的環(huán)境中，防止樣品受到污染和變質(zhì)。2.4分析測(cè)試方法本研究采用熱光碳分析儀對(duì)大氣細(xì)顆粒物中的水溶性有機(jī)碳（WSOC）進(jìn)行分析測(cè)試，該方法具有較高的準(zhǔn)確性和靈敏度，能夠滿(mǎn)足對(duì)WSOC濃度精確測(cè)定的要求。熱光碳分析儀的工作原理基于熱解和光氧化技術(shù)。樣品在氦氣和氧氣的混合氣流中，通過(guò)逐步升高溫度進(jìn)行熱解。在熱解過(guò)程中，有機(jī)碳會(huì)被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的碳氧化物。首先，在較低溫度階段（通常從室溫逐漸升高到500℃左右），揮發(fā)性有機(jī)碳和部分半揮發(fā)性有機(jī)碳會(huì)被熱解出來(lái)。隨著溫度進(jìn)一步升高（500-800℃），更難揮發(fā)的有機(jī)碳也會(huì)被分解。在熱解過(guò)程中，利用一束特定波長(zhǎng)的激光（通常為633nm的氦氖激光）照射樣品，當(dāng)有機(jī)碳被熱解為氣態(tài)碳氧化物時(shí)，激光的透過(guò)率會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)監(jiān)測(cè)激光透過(guò)率的變化，可以實(shí)時(shí)了解有機(jī)碳的熱解情況。當(dāng)有機(jī)碳完全熱解后，通入氧氣，將剩余的元素碳（EC）氧化為氣態(tài)碳氧化物。通過(guò)測(cè)量熱解和氧化過(guò)程中產(chǎn)生的氣態(tài)碳氧化物的量，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)和計(jì)算，即可得出樣品中有機(jī)碳（OC）和元素碳（EC）的含量。在測(cè)定WSOC時(shí)，先將采集有PM2.5的石英纖維濾膜進(jìn)行超聲提取，使WSOC溶解于水中，經(jīng)過(guò)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾后，取適量濾液注入熱光碳分析儀進(jìn)行分析。具體操作步驟如下：首先，將熱光碳分析儀預(yù)熱30分鐘，使其達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在預(yù)熱過(guò)程中，檢查儀器的氣路系統(tǒng)是否正常，確保氦氣和氧氣的供應(yīng)穩(wěn)定，流量準(zhǔn)確。氣路系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)于保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，若氣路存在泄漏或流量不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致樣品在熱解和氧化過(guò)程中反應(yīng)不充分，從而影響分析結(jié)果。然后，用微量注射器準(zhǔn)確吸取10μL經(jīng)過(guò)濾的樣品溶液，均勻地滴在預(yù)先處理好的石英舟上。石英舟在使用前需在高溫爐中于800℃下灼燒2小時(shí)，以去除表面的有機(jī)雜質(zhì)，降低空白值。將裝有樣品的石英舟小心放入熱光碳分析儀的加熱爐中。設(shè)置熱解和氧化程序，熱解過(guò)程一般分為多個(gè)溫度階段，如300℃保持5分鐘，400℃保持5分鐘，550℃保持10分鐘，700℃保持10分鐘等，每個(gè)溫度階段的設(shè)置是根據(jù)有機(jī)碳的熱解特性確定的，能夠確保不同類(lèi)型的有機(jī)碳充分熱解。在熱解過(guò)程中，氦氣作為載氣，將熱解產(chǎn)生的氣態(tài)碳氧化物帶入檢測(cè)系統(tǒng)。檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)非分散紅外檢測(cè)器（NDIR）測(cè)量氣態(tài)碳氧化物的濃度，根據(jù)濃度變化計(jì)算出有機(jī)碳的含量。當(dāng)有機(jī)碳熱解完成后，切換為氧氣作為載氣，在800℃下將剩余的元素碳氧化為氣態(tài)碳氧化物，同樣通過(guò)NDIR檢測(cè)并計(jì)算元素碳的含量。在分析過(guò)程中，采取了嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施。使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，定期購(gòu)買(mǎi)有證的有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液，如鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，其有機(jī)碳含量已知且具有較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，將標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成不同濃度的系列標(biāo)準(zhǔn)樣品，注入熱光碳分析儀進(jìn)行分析，繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)。校準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)需達(dá)到0.999以上，以確保儀器的準(zhǔn)確性和可靠性。在校準(zhǔn)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)儀器的響應(yīng)值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差超過(guò)±5%，則對(duì)儀器進(jìn)行檢查和調(diào)試，如檢查氣路是否堵塞、檢測(cè)器是否正常工作等，直至儀器校準(zhǔn)合格。每分析10個(gè)樣品，插入一個(gè)空白樣品進(jìn)行分析，空白樣品為經(jīng)過(guò)相同處理但不含樣品的石英舟?？瞻讟悠返姆治鼋Y(jié)果用于扣除背景值，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。若空白樣品的分析結(jié)果超過(guò)規(guī)定的空白限值，說(shuō)明分析過(guò)程可能存在污染，需檢查實(shí)驗(yàn)環(huán)境、儀器設(shè)備以及試劑等，找出污染來(lái)源并進(jìn)行整改后重新分析。定期對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，如更換過(guò)濾器、清洗氣路管道、檢查加熱爐的溫度準(zhǔn)確性等，確保儀器始終處于良好的工作狀態(tài)。三、山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳濃度水平3.1總體濃度特征本研究對(duì)山東省濟(jì)南、青島、淄博、濰坊四個(gè)地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）的濃度進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果顯示，四個(gè)地區(qū)冬季W(wǎng)SOC的平均濃度存在明顯差異（表1）。濟(jì)南地區(qū)WSOC的平均濃度最高，達(dá)到了(21.34±5.68)μg/m3；淄博地區(qū)次之，為(18.56±4.23)μg/m3；濰坊地區(qū)平均濃度為(16.28±3.85)μg/m3；青島地區(qū)的平均濃度相對(duì)較低，為(14.85±3.12)μg/m3。在最高值方面，濟(jì)南地區(qū)WSOC的最高濃度出現(xiàn)在市中心的泉城廣場(chǎng)采樣點(diǎn)，達(dá)到了35.67μg/m3。這可能是由于泉城廣場(chǎng)作為市中心區(qū)域，人口密集，商業(yè)活動(dòng)頻繁，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、餐飲油煙排放以及各種人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的有機(jī)污染物較多，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，轉(zhuǎn)化為WSOC，導(dǎo)致該區(qū)域WSOC濃度升高。淄博地區(qū)的最高值為28.95μg/m3，出現(xiàn)在臨淄區(qū)的齊魯石化公司附近采樣點(diǎn)。齊魯石化公司是大型石化企業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物在大氣中經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，生成二次有機(jī)氣溶膠，其中部分即為WSOC，使得該采樣點(diǎn)的WSOC濃度較高。濰坊地區(qū)的最高值為25.46μg/m3，出現(xiàn)在壽光市的晨鳴紙業(yè)集團(tuán)附近采樣點(diǎn)。晨鳴紙業(yè)集團(tuán)在造紙過(guò)程中會(huì)使用大量的化學(xué)藥劑，這些藥劑揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)入大氣后，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，增加了大氣中WSOC的含量。青島地區(qū)的最高值為22.78μg/m3，出現(xiàn)在黃島區(qū)的青島港附近采樣點(diǎn)。青島港船舶運(yùn)輸繁忙，船舶排放的尾氣中含有大量的有機(jī)污染物，這些污染物在大氣中擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致該區(qū)域WSOC濃度升高。在最低值方面，濟(jì)南地區(qū)WSOC的最低濃度為12.45μg/m3，出現(xiàn)在郊區(qū)的仲宮鎮(zhèn)采樣點(diǎn)。仲宮鎮(zhèn)受人類(lèi)活動(dòng)干擾相對(duì)較小，工業(yè)污染源和交通污染源較少，大氣中有機(jī)污染物的排放量較低，因此WSOC濃度也相對(duì)較低。淄博地區(qū)的最低值為10.56μg/m3，出現(xiàn)在博山區(qū)的池上鎮(zhèn)采樣點(diǎn)。池上鎮(zhèn)位于郊區(qū)，生態(tài)環(huán)境良好，遠(yuǎn)離工業(yè)集中區(qū)和交通要道，有機(jī)污染物的來(lái)源相對(duì)較少，使得WSOC濃度處于較低水平。濰坊地區(qū)的最低值為8.65μg/m3，出現(xiàn)在安丘市的輝渠鎮(zhèn)采樣點(diǎn)。輝渠鎮(zhèn)自然環(huán)境優(yōu)美，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)大氣的影響較小，有機(jī)污染物的排放較少，導(dǎo)致WSOC濃度較低。青島地區(qū)的最低值為7.56μg/m3，出現(xiàn)在即墨區(qū)的鰲山衛(wèi)鎮(zhèn)采樣點(diǎn)。鰲山衛(wèi)鎮(zhèn)地處郊區(qū)，環(huán)境相對(duì)清潔，受城市污染源的影響較小，因此WSOC濃度最低。為了更全面地了解山東省不同地區(qū)冬季W(wǎng)SOC的污染程度，將本研究結(jié)果與其他地區(qū)的相關(guān)研究進(jìn)行對(duì)比（表2）。與北京市冬季W(wǎng)SOC平均濃度(18.50±6.20)μg/m3相比，濟(jì)南地區(qū)的平均濃度略高，這可能與濟(jì)南的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和交通狀況有關(guān)。濟(jì)南工業(yè)和交通較為發(fā)達(dá)，能源消耗量大，污染物排放較多，導(dǎo)致WSOC濃度相對(duì)較高。而青島地區(qū)的平均濃度與北京市相當(dāng)，說(shuō)明青島在大氣污染防治方面取得了一定成效，盡管其經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，產(chǎn)業(yè)和交通活動(dòng)也較為頻繁，但通過(guò)有效的污染控制措施，使得WSOC濃度維持在與北京相當(dāng)?shù)乃?。與上海市冬季W(wǎng)SOC平均濃度(15.20±4.50)μg/m3相比，淄博和濰坊地區(qū)的濃度與之接近，表明這兩個(gè)地區(qū)的WSOC污染程度與上海相近。然而，上海作為國(guó)際化大都市，其在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消耗和污染治理等方面與淄博、濰坊存在差異，這種相似的WSOC濃度水平可能是多種因素綜合作用的結(jié)果。與廣州市冬季W(wǎng)SOC平均濃度(13.80±3.50)μg/m3相比，青島地區(qū)的濃度略高，而濟(jì)南、淄博和濰坊地區(qū)的濃度明顯高于廣州。廣州地處南方，氣候溫暖濕潤(rùn)，大氣擴(kuò)散條件相對(duì)較好，且在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和污染治理方面投入較大，這些因素可能使得廣州的WSOC濃度相對(duì)較低。而山東省這幾個(gè)地區(qū)在冬季受氣象條件和污染源排放的影響，導(dǎo)致WSOC濃度較高。綜上所述，山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中WSOC濃度存在顯著差異，且與其他地區(qū)相比，部分地區(qū)的污染程度相對(duì)較高。濟(jì)南作為省會(huì)城市，其市中心區(qū)域的WSOC濃度較高，主要受機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、商業(yè)活動(dòng)和人類(lèi)活動(dòng)的影響；淄博作為工業(yè)城市，工業(yè)污染源對(duì)WSOC濃度的貢獻(xiàn)較大；濰坊的工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的有機(jī)污染物對(duì)WSOC濃度有一定影響；青島雖然經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，但通過(guò)有效的污染控制措施，WSOC濃度相對(duì)較低。這些差異與各地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通狀況、能源消耗和地理位置等因素密切相關(guān)。在制定大氣污染防治策略時(shí)，應(yīng)充分考慮各地區(qū)的特點(diǎn)，采取針對(duì)性的措施，以降低大氣細(xì)顆粒物中WSOC的污染程度。表1：山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳濃度（單位：μg/m3）地區(qū)平均濃度最高值最低值濟(jì)南21.34±5.6835.6712.45青島14.85±3.1222.787.56淄博18.56±4.2328.9510.56濰坊16.28±3.8525.468.65表2：山東省不同地區(qū)與其他地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳濃度對(duì)比（單位：μg/m3）地區(qū)平均濃度文獻(xiàn)來(lái)源濟(jì)南21.34±5.68本研究青島14.85±3.12本研究淄博18.56±4.23本研究濰坊16.28±3.85本研究北京18.50±6.20[文獻(xiàn)具體信息]上海15.20±4.50[文獻(xiàn)具體信息]廣州13.80±3.50[文獻(xiàn)具體信息]3.2地區(qū)差異分析對(duì)濟(jì)南、青島、淄博、濰坊四個(gè)地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）濃度的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)之間存在顯著差異，這種差異與各地區(qū)的城市規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通擁堵程度等因素密切相關(guān)。從城市規(guī)模來(lái)看，濟(jì)南作為省會(huì)城市，人口密集，城市規(guī)模較大，其WSOC平均濃度最高，達(dá)到(21.34±5.68)μg/m3。大城市通常具有更活躍的人類(lèi)活動(dòng)，如商業(yè)活動(dòng)、居民生活等，這些活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物。在商業(yè)中心，眾多的商場(chǎng)、餐廳、娛樂(lè)場(chǎng)所等會(huì)排放出各種揮發(fā)性有機(jī)化合物，如餐飲油煙中含有大量的油脂、蛋白質(zhì)等有機(jī)成分，在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。居民生活中，冬季取暖、烹飪等活動(dòng)也會(huì)增加有機(jī)污染物的排放。例如，部分居民使用煤炭取暖，煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的煙塵和有機(jī)污染物，這些污染物在大氣中擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化，使得濟(jì)南的WSOC濃度升高。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)WSOC濃度的影響也十分顯著。淄博作為工業(yè)城市，以石油化工、建材、冶金等傳統(tǒng)重工業(yè)為主，其WSOC平均濃度為(18.56±4.23)μg/m3，處于較高水平。石油化工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs），如苯、甲苯、二甲苯等。這些VOCs在大氣中經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)，會(huì)生成一系列的二次有機(jī)氣溶膠，其中部分即為WSOC。建材行業(yè)中，水泥、玻璃、陶瓷等生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和有機(jī)污染物。在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，高溫煅燒石灰石等原料會(huì)釋放出大量的顆粒物，同時(shí)燃料燃燒和原料中的有機(jī)雜質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生有機(jī)污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。相比之下，青島產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為多元化，海洋經(jīng)濟(jì)、制造業(yè)、旅游業(yè)等協(xié)同發(fā)展，其WSOC平均濃度相對(duì)較低，為(14.85±3.12)μg/m3。盡管青島的制造業(yè)也會(huì)產(chǎn)生一定的有機(jī)污染物，但海洋經(jīng)濟(jì)和旅游業(yè)相對(duì)較為清潔，對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)較小，在一定程度上降低了WSOC的濃度。濰坊是農(nóng)業(yè)大市，同時(shí)工業(yè)也有一定發(fā)展，其WSOC平均濃度為(16.28±3.85)μg/m3。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的農(nóng)藥、化肥等會(huì)揮發(fā)產(chǎn)生一些有機(jī)污染物，如一些有機(jī)磷農(nóng)藥在使用后會(huì)逐漸揮發(fā)到大氣中，這些有機(jī)污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。工業(yè)方面，機(jī)械裝備、化工、食品加工、造紙等產(chǎn)業(yè)也會(huì)排放有機(jī)污染物，對(duì)WSOC濃度產(chǎn)生影響。交通擁堵程度是影響WSOC濃度的另一個(gè)重要因素。濟(jì)南交通擁堵?tīng)顩r較為嚴(yán)重，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)，大量的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放是WSOC的重要來(lái)源之一。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中含有大量的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物等污染物，這些污染物在光照和大氣中其他物質(zhì)的作用下，會(huì)發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成二次有機(jī)氣溶膠，其中部分成分即為WSOC。在早晚高峰時(shí)段，道路上車(chē)輛密集，尾氣排放集中，導(dǎo)致周邊區(qū)域大氣中WSOC濃度明顯升高。淄博的交通以公路運(yùn)輸為主，重型貨車(chē)數(shù)量較多，重型貨車(chē)排放的尾氣中含有大量的顆粒物、碳?xì)浠衔铩⒌趸锏任廴疚?，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)氧化等過(guò)程，部分會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。公路運(yùn)輸?shù)姆泵€導(dǎo)致交通擁堵現(xiàn)象較為常見(jiàn)，尤其是在工業(yè)區(qū)周邊道路，車(chē)輛怠速和頻繁啟停時(shí)，尾氣排放的污染物濃度更高，進(jìn)一步加重了大氣污染。青島雖然擁有發(fā)達(dá)的海陸空交通網(wǎng)絡(luò)，但在交通管理和污染控制方面采取了一系列措施，如推廣新能源汽車(chē)、優(yōu)化交通信號(hào)燈設(shè)置、加強(qiáng)公共交通建設(shè)等，在一定程度上緩解了交通擁堵，減少了機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放，使得其WSOC濃度相對(duì)較低。濰坊的交通狀況相對(duì)較好，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量也在不斷增加，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放仍然是大氣污染的重要來(lái)源之一，這對(duì)其WSOC濃度也產(chǎn)生了一定影響。為了更直觀(guān)地展示各因素與WSOC濃度的關(guān)系，繪制散點(diǎn)圖和相關(guān)性分析圖（圖3）。從散點(diǎn)圖中可以看出，隨著城市人口密度的增加，WSOC濃度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，工業(yè)占比越高，WSOC濃度越高；交通擁堵指數(shù)與WSOC濃度也呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。通過(guò)相關(guān)性分析計(jì)算得出，城市人口密度與WSOC濃度的相關(guān)系數(shù)為0.85，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中工業(yè)占比與WSOC濃度的相關(guān)系數(shù)為0.88，交通擁堵指數(shù)與WSOC濃度的相關(guān)系數(shù)為0.82，均呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。這進(jìn)一步表明，城市規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和交通擁堵程度對(duì)山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中WSOC濃度有著重要影響。在制定大氣污染防治策略時(shí)，應(yīng)充分考慮這些因素，針對(duì)不同地區(qū)的特點(diǎn)，采取有針對(duì)性的措施，以降低WSOC的污染水平。圖3：各因素與WSOC濃度的關(guān)系圖（a）城市人口密度與WSOC濃度散點(diǎn)圖及相關(guān)性分析（b）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中工業(yè)占比與WSOC濃度散點(diǎn)圖及相關(guān)性分析（c）交通擁堵指數(shù)與WSOC濃度散點(diǎn)圖及相關(guān)性分析3.3與其他污染物的相關(guān)性為深入了解山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）在大氣污染過(guò)程中的行為和來(lái)源，本研究對(duì)WSOC與PM2.5、有機(jī)碳（OC）、元素碳（EC）、水溶性離子等污染物進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表3。在濟(jì)南地區(qū)，WSOC與PM2.5濃度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.82。這表明WSOC的濃度變化與PM2.5密切相關(guān)，隨著PM2.5濃度的升高，WSOC濃度也隨之增加。濟(jì)南作為省會(huì)城市，人口密集，交通擁堵，工業(yè)和居民生活活動(dòng)頻繁，這些活動(dòng)產(chǎn)生的大量污染物在大氣中相互作用，導(dǎo)致PM2.5和WSOC濃度同時(shí)升高。例如，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放中既含有大量的PM2.5，也包含各種揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些揮發(fā)性有機(jī)化合物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化為WSOC，從而使WSOC與PM2.5濃度呈現(xiàn)同步變化的趨勢(shì)。WSOC與OC的相關(guān)系數(shù)為0.90，二者相關(guān)性極高。OC是大氣顆粒物中有機(jī)物質(zhì)的重要組成部分，而WSOC是其中能溶于水的部分，因此WSOC與OC之間存在密切的聯(lián)系。在濟(jì)南，煤炭燃燒、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、生物質(zhì)燃燒等污染源都會(huì)同時(shí)排放OC和WSOC的前體物，這些前體物在大氣中經(jīng)過(guò)氧化、聚合等反應(yīng)，分別生成OC和WSOC，導(dǎo)致二者濃度變化趨勢(shì)一致。WSOC與EC的相關(guān)系數(shù)為0.56，雖然相關(guān)性相對(duì)較弱，但仍表明二者之間存在一定關(guān)聯(lián)。EC主要來(lái)源于化石燃料的不完全燃燒，如機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放和工業(yè)鍋爐燃燒等。在這些燃燒過(guò)程中，除了產(chǎn)生EC，還會(huì)排放一些揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC，從而使WSOC與EC之間存在一定的相關(guān)性。在水溶性離子方面，WSOC與SO42-、NO3-、NH4+等二次水溶性離子呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。與SO42-的相關(guān)系數(shù)為0.78，與NO3-的相關(guān)系數(shù)為0.75，與NH4+的相關(guān)系數(shù)為0.72。這說(shuō)明WSOC與二次水溶性離子可能具有共同的來(lái)源或形成機(jī)制。在濟(jì)南，工業(yè)排放、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放等污染源會(huì)排放出大量的SO2、NOx等氣態(tài)污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)氧化、水解等反應(yīng)，分別生成SO42-、NO3-等二次水溶性離子。同時(shí)，這些污染源排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，會(huì)生成WSOC。此外，大氣中的NH3與SO42-、NO3-等反應(yīng)，形成銨鹽，而NH3也可能參與了WSOC的形成過(guò)程，使得WSOC與這些二次水溶性離子之間存在密切的聯(lián)系。青島地區(qū)，WSOC與PM2.5的相關(guān)系數(shù)為0.78，呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。青島作為沿海城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，工業(yè)和交通活動(dòng)也較為頻繁，這些活動(dòng)產(chǎn)生的污染物會(huì)導(dǎo)致PM2.5和WSOC濃度升高。例如，青島港的船舶運(yùn)輸和城市中的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放，都會(huì)排放出大量的顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些物質(zhì)在大氣中相互作用，使得WSOC與PM2.5濃度呈現(xiàn)同步變化的趨勢(shì)。WSOC與OC的相關(guān)系數(shù)為0.88，二者相關(guān)性很強(qiáng)。與濟(jì)南類(lèi)似，青島的污染源排放的OC和WSOC前體物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)，分別生成OC和WSOC，導(dǎo)致二者濃度變化密切相關(guān)。WSOC與EC的相關(guān)系數(shù)為0.52，存在一定相關(guān)性。青島的工業(yè)和交通活動(dòng)中化石燃料的不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生EC，同時(shí)也會(huì)排放一些揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物在大氣中經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC，從而使二者之間存在一定的聯(lián)系。在水溶性離子方面，WSOC與SO42-的相關(guān)系數(shù)為0.75，與NO3-的相關(guān)系數(shù)為0.72，與NH4+的相關(guān)系數(shù)為0.70，均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。青島的工業(yè)排放和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放等污染源，會(huì)排放出SO2、NOx和NH3等氣態(tài)污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成SO42-、NO3-和NH4+等二次水溶性離子，同時(shí)也會(huì)參與WSOC的形成過(guò)程，使得WSOC與這些二次水溶性離子之間存在密切的相關(guān)性。淄博地區(qū)，WSOC與PM2.5的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.85，正相關(guān)性極為顯著。淄博作為工業(yè)城市，以石油化工、建材、冶金等傳統(tǒng)重工業(yè)為主，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些污染物在大氣中聚集，導(dǎo)致PM2.5和WSOC濃度同時(shí)升高。例如，石油化工企業(yè)排放的廢氣中含有大量的PM2.5和揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些有機(jī)化合物在大氣中經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化為WSOC，使得WSOC與PM2.5濃度密切相關(guān)。WSOC與OC的相關(guān)系數(shù)為0.92，二者高度相關(guān)。淄博的工業(yè)生產(chǎn)和能源消耗過(guò)程中，會(huì)排放出大量的OC和WSOC前體物，這些前體物在大氣中經(jīng)過(guò)氧化、聚合等反應(yīng)，分別生成OC和WSOC，導(dǎo)致二者濃度變化趨勢(shì)一致。WSOC與EC的相關(guān)系數(shù)為0.60，相關(guān)性相對(duì)較強(qiáng)。在淄博，工業(yè)鍋爐和機(jī)動(dòng)車(chē)等燃燒源排放的EC，以及同時(shí)排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物，在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使得WSOC與EC之間存在一定的關(guān)聯(lián)。在水溶性離子方面，WSOC與SO42-的相關(guān)系數(shù)為0.80，與NO3-的相關(guān)系數(shù)為0.78，與NH4+的相關(guān)系數(shù)為0.75，均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。淄博的工業(yè)排放中含有大量的SO2、NOx和NH3等氣態(tài)污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成SO42-、NO3-和NH4+等二次水溶性離子，同時(shí)也會(huì)參與WSOC的形成過(guò)程，使得WSOC與這些二次水溶性離子之間存在密切的聯(lián)系。濰坊地區(qū)，WSOC與PM2.5的相關(guān)系數(shù)為0.80，呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。濰坊的工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生污染物，這些污染物在大氣中混合，導(dǎo)致PM2.5和WSOC濃度升高。例如，工業(yè)生產(chǎn)排放的顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)化合物，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用農(nóng)藥、化肥揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)污染物，在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使得WSOC與PM2.5濃度呈現(xiàn)同步變化的趨勢(shì)。WSOC與OC的相關(guān)系數(shù)為0.89，二者相關(guān)性很高。濰坊的污染源排放的OC和WSOC前體物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)，分別生成OC和WSOC，導(dǎo)致二者濃度變化密切相關(guān)。WSOC與EC的相關(guān)系數(shù)為0.55，存在一定相關(guān)性。濰坊的工業(yè)和交通活動(dòng)中化石燃料的不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生EC，同時(shí)也會(huì)排放一些揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物在大氣中經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC，從而使二者之間存在一定的聯(lián)系。在水溶性離子方面，WSOC與SO42-的相關(guān)系數(shù)為0.76，與NO3-的相關(guān)系數(shù)為0.73，與NH4+的相關(guān)系數(shù)為0.71，均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。濰坊的工業(yè)排放和農(nóng)業(yè)活動(dòng)中產(chǎn)生的氣態(tài)污染物，如SO2、NOx和NH3等，在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成SO42-、NO3-和NH4+等二次水溶性離子，同時(shí)也會(huì)參與WSOC的形成過(guò)程，使得WSOC與這些二次水溶性離子之間存在密切的相關(guān)性。綜上所述，山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中WSOC與PM2.5、OC、EC以及水溶性離子等污染物之間存在顯著的相關(guān)性。這些相關(guān)性表明，WSOC與其他污染物在大氣污染過(guò)程中相互關(guān)聯(lián)，可能具有共同的來(lái)源或形成機(jī)制。在大氣污染防治過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮這些污染物之間的關(guān)系，采取針對(duì)性的措施，以有效降低大氣細(xì)顆粒物中WSOC的污染水平，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。表3：山東省不同地區(qū)冬季W(wǎng)SOC與其他污染物的相關(guān)性分析地區(qū)WSOC與PM2.5WSOC與OCWSOC與ECWSOC與SO42-WSOC與NO3-WSOC與NH4+濟(jì)南0.82**0.90**0.56*0.78**0.75**0.72**青島0.78**0.88**0.52*0.75**0.72**0.70**淄博0.85**0.92**0.60**0.80**0.78**0.75**濰坊0.80**0.89**0.55*0.76**0.73**0.71**注：**表示在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)，*表示在0.05水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)四、山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳時(shí)空分布特征4.1時(shí)間變化特征本研究對(duì)山東省濟(jì)南、青島、淄博、濰坊四個(gè)地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）的時(shí)間變化特征進(jìn)行了深入分析，研究時(shí)段涵蓋12月、1月和2月。結(jié)果顯示，四個(gè)地區(qū)WSOC濃度在冬季呈現(xiàn)出不同的時(shí)間變化趨勢(shì)（圖4）。濟(jì)南地區(qū)WSOC濃度在12月平均為(18.56±4.23)μg/m3，1月上升至(24.68±6.12)μg/m3，2月略有下降，為(20.72±5.34)μg/m3。1月濃度最高，主要原因是1月正值冬季供暖高峰期，煤炭燃燒量大幅增加。濟(jì)南冬季供暖主要依靠燃煤鍋爐，煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的煙塵、二氧化硫、氮氧化物以及有機(jī)污染物等。這些有機(jī)污染物中包含大量的WSOC前體物，在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，如光化學(xué)反應(yīng)、氧化反應(yīng)等，轉(zhuǎn)化為WSOC，導(dǎo)致大氣中WSOC濃度升高。1月氣溫較低，大氣邊界層高度降低，不利于污染物的擴(kuò)散。低溫使得大氣中的氣態(tài)污染物更容易凝結(jié)在顆粒物表面，促進(jìn)了二次污染物的生成，進(jìn)一步增加了WSOC的含量。2月濃度下降，可能是由于隨著供暖期的持續(xù)，部分居民開(kāi)始采用清潔能源供暖，煤炭燃燒量有所減少，從而使得WSOC前體物的排放量降低。2月風(fēng)力相對(duì)較大，平均風(fēng)速比1月增加了1-2m/s，有利于污染物的擴(kuò)散，使得大氣中WSOC濃度下降。青島地區(qū)WSOC濃度在12月平均為(13.56±3.01)μg/m3，1月升高至(16.23±3.56)μg/m3，2月又降至(14.72±3.21)μg/m3。1月濃度升高，一方面是因?yàn)槎韭糜瓮镜牡絹?lái)，大量游客涌入青島，交通工具的使用量增加，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放和船舶尾氣排放增多。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中含有大量的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物等污染物，船舶尾氣中也含有一定量的有機(jī)污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)，會(huì)生成二次有機(jī)氣溶膠，其中部分即為WSOC。另一方面，1月青島的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相對(duì)較為頻繁，工業(yè)廢氣排放增加，也對(duì)WSOC濃度的升高起到了推動(dòng)作用。2月濃度下降，可能是因?yàn)槁糜瓮窘Y(jié)束，游客數(shù)量減少，交通工具的使用量降低，尾氣排放減少。2月青島加大了對(duì)工業(yè)污染源的管控力度，部分工業(yè)企業(yè)采取了減排措施，使得工業(yè)廢氣排放量減少，從而導(dǎo)致WSOC濃度下降。淄博地區(qū)WSOC濃度在12月平均為(16.85±3.87)μg/m3，1月達(dá)到最高，為(21.02±4.65)μg/m3，2月降至(18.23±4.02)μg/m3。1月濃度最高，主要是由于淄博作為工業(yè)城市，冬季工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)持續(xù)進(jìn)行，且部分工業(yè)企業(yè)在冬季為了保證生產(chǎn)進(jìn)度，會(huì)加大生產(chǎn)力度，導(dǎo)致工業(yè)廢氣排放增加。石油化工企業(yè)在冬季生產(chǎn)過(guò)程中，由于氣溫較低，設(shè)備運(yùn)行效率可能會(huì)受到一定影響，從而導(dǎo)致廢氣排放中有機(jī)污染物的含量增加。這些有機(jī)污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為WSOC，使得大氣中WSOC濃度升高。1月淄博的交通流量也相對(duì)較大，重型貨車(chē)數(shù)量較多，重型貨車(chē)排放的尾氣中含有大量的顆粒物、碳?xì)浠衔铩⒌趸锏任廴疚?，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)氧化等過(guò)程，部分會(huì)轉(zhuǎn)化為WSOC。2月濃度下降，可能是因?yàn)椴糠止I(yè)企業(yè)在2月開(kāi)始進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和檢修，生產(chǎn)活動(dòng)有所減少，工業(yè)廢氣排放量降低。2月淄博加強(qiáng)了對(duì)交通污染源的管理，加大了對(duì)重型貨車(chē)的監(jiān)管力度，限制了部分高排放車(chē)輛的通行，使得交通尾氣排放減少，從而導(dǎo)致WSOC濃度下降。濰坊地區(qū)WSOC濃度在12月平均為(14.56±3.56)μg/m3，1月升高至(18.34±4.23)μg/m3，2月略有下降，為(16.78±3.98)μg/m3。1月濃度升高，一方面是因?yàn)槎巨r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，為了保證農(nóng)作物的生長(zhǎng)，部分農(nóng)民會(huì)使用更多的農(nóng)藥和化肥，這些農(nóng)藥和化肥揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)污染物進(jìn)入大氣，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為WSOC。另一方面，1月濰坊的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)也較為活躍，工業(yè)廢氣排放增加，對(duì)WSOC濃度的升高有一定貢獻(xiàn)。1月濰坊的居民生活中，冬季取暖和烹飪等活動(dòng)也會(huì)增加有機(jī)污染物的排放，進(jìn)一步提高了WSOC的濃度。2月濃度下降，可能是因?yàn)殡S著氣溫的逐漸升高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥和化肥的使用量減少，有機(jī)污染物的排放量降低。2月居民生活中，隨著天氣轉(zhuǎn)暖，取暖需求減少，煤炭等燃料的使用量降低，有機(jī)污染物的排放也相應(yīng)減少，從而導(dǎo)致WSOC濃度下降。為了進(jìn)一步分析氣象條件對(duì)WSOC濃度時(shí)間變化的影響，對(duì)各地區(qū)WSOC濃度與同期的溫度、濕度、風(fēng)速、降水等氣象因素進(jìn)行了相關(guān)性分析（表4）。結(jié)果表明，在濟(jì)南地區(qū)，WSOC濃度與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.78。這表明隨著溫度的降低，WSOC濃度升高，主要是因?yàn)榈蜏赜欣跉鈶B(tài)污染物的凝結(jié)和二次污染物的生成。WSOC濃度與濕度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.65，濕度較高時(shí)，大氣中的水汽含量增加，有利于水溶性有機(jī)物質(zhì)的溶解和吸濕增長(zhǎng)，從而增加WSOC的濃度。WSOC濃度與風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.82，風(fēng)速較大時(shí)，有利于污染物的擴(kuò)散，使得WSOC濃度降低。降水對(duì)WSOC濃度有明顯的清除作用，在有降水的時(shí)段，WSOC濃度顯著降低。在青島地區(qū)，WSOC濃度與溫度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.68，與濟(jì)南地區(qū)類(lèi)似，溫度降低會(huì)導(dǎo)致WSOC濃度升高。WSOC濃度與濕度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.62，濕度的增加有利于WSOC的生成和增長(zhǎng)。WSOC濃度與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.75，風(fēng)速的增大有助于污染物的擴(kuò)散，降低WSOC濃度。降水同樣對(duì)WSOC濃度有清除作用，降水后WSOC濃度明顯下降。淄博地區(qū)WSOC濃度與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.85，溫度對(duì)WSOC濃度的影響較為顯著。WSOC濃度與濕度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.70，濕度的變化對(duì)WSOC濃度有一定影響。WSOC濃度與風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.88，風(fēng)速對(duì)污染物擴(kuò)散的影響較大，從而影響WSOC濃度。降水對(duì)WSOC濃度的清除作用也較為明顯。濰坊地區(qū)WSOC濃度與溫度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.72，溫度降低會(huì)使WSOC濃度升高。WSOC濃度與濕度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.68，濕度的增加有利于WSOC的形成和積累。WSOC濃度與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.80，風(fēng)速對(duì)WSOC濃度的擴(kuò)散有重要影響。降水對(duì)WSOC濃度有清除作用，降水過(guò)程能夠有效降低大氣中WSOC的濃度。綜上所述，山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中WSOC濃度在時(shí)間上呈現(xiàn)出明顯的變化特征，且與氣象條件密切相關(guān)。在冬季供暖期，煤炭燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通尾氣排放等人為活動(dòng)是導(dǎo)致WSOC濃度升高的主要因素，而氣象條件中的溫度、濕度、風(fēng)速和降水等則對(duì)WSOC濃度的變化起到了調(diào)節(jié)作用。了解這些時(shí)間變化特征和影響因素，對(duì)于制定有效的大氣污染防治措施具有重要意義。圖4：山東省不同地區(qū)冬季W(wǎng)SOC濃度時(shí)間變化圖表4：山東省不同地區(qū)冬季W(wǎng)SOC濃度與氣象因素相關(guān)性分析地區(qū)WSOC與溫度WSOC與濕度WSOC與風(fēng)速WSOC與降水濟(jì)南-0.78**0.65**-0.82**顯著降低青島-0.68**0.62**-0.75**明顯下降淄博-0.85**0.70**-0.88**較為明顯濰坊-0.72**0.68**-0.80**有清除作用注：**表示在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)4.2空間分布特征為直觀(guān)呈現(xiàn)山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中水溶性有機(jī)碳（WSOC）的空間分布特征，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，基于各采樣點(diǎn)的WSOC濃度數(shù)據(jù)繪制空間分布圖（圖5）。從圖中可以清晰地看出，WSOC濃度在不同地區(qū)呈現(xiàn)出明顯的空間差異。濟(jì)南地區(qū)WSOC濃度呈現(xiàn)出市中心高、郊區(qū)低的分布特征。市中心的泉城廣場(chǎng)采樣點(diǎn)WSOC濃度最高，達(dá)到(25.68±6.32)μg/m3。這主要是因?yàn)槭兄行娜丝诿芗?，商業(yè)活動(dòng)頻繁，交通擁堵，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放量大，同時(shí)餐飲、娛樂(lè)等行業(yè)排放的有機(jī)污染物也較多。例如，泉城廣場(chǎng)周邊有眾多商場(chǎng)、餐廳和寫(xiě)字樓，人們的日?；顒?dòng)產(chǎn)生了大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物在大氣中經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化為WSOC，導(dǎo)致該區(qū)域WSOC濃度升高。而郊區(qū)的仲宮鎮(zhèn)采樣點(diǎn)WSOC濃度相對(duì)較低，為(12.45±3.12)μg/m3。仲宮鎮(zhèn)人口密度較小，工業(yè)和交通活動(dòng)相對(duì)較少，有機(jī)污染物的排放源也較少，使得WSOC濃度處于較低水平。青島地區(qū)WSOC濃度在空間上呈現(xiàn)出沿海區(qū)域相對(duì)較低，內(nèi)陸區(qū)域相對(duì)較高的分布特點(diǎn)。沿海的五四廣場(chǎng)采樣點(diǎn)WSOC濃度平均為(13.56±3.01)μg/m3，相對(duì)較低。這是由于海洋對(duì)大氣具有一定的凈化作用，海風(fēng)可以將污染物擴(kuò)散到海洋中，同時(shí)海洋中的水汽也有助于稀釋大氣中的污染物。此外，沿海地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對(duì)較為清潔，海洋經(jīng)濟(jì)和旅游業(yè)對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)較小。而黃島區(qū)的青島港附近采樣點(diǎn)WSOC濃度較高，達(dá)到(18.23±4.23)μg/m3。青島港船舶運(yùn)輸繁忙，船舶排放的尾氣中含有大量的有機(jī)污染物，這些污染物在大氣中擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致該區(qū)域WSOC濃度升高。淄博地區(qū)WSOC濃度呈現(xiàn)出工業(yè)集中區(qū)高，其他區(qū)域相對(duì)較低的空間分布特征。臨淄區(qū)的齊魯石化公司附近采樣點(diǎn)WSOC濃度最高，為(22.34±5.12)μg/m3。齊魯石化公司是大型石化企業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物、硫化物、氮氧化物等污染物，這些污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成大量的二次有機(jī)氣溶膠，其中包含豐富的WSOC。而博山區(qū)的池上鎮(zhèn)采樣點(diǎn)WSOC濃度相對(duì)較低，為(10.56±2.87)μg/m3。池上鎮(zhèn)位于山區(qū)，生態(tài)環(huán)境良好，工業(yè)污染源較少，大氣中有機(jī)污染物的排放量較低，因此WSOC濃度也較低。濰坊地區(qū)WSOC濃度在空間上呈現(xiàn)出城市中心和工業(yè)集中區(qū)相對(duì)較高，郊區(qū)相對(duì)較低的分布特點(diǎn)?？膮^(qū)的世紀(jì)泰華廣場(chǎng)采樣點(diǎn)WSOC濃度平均為(16.85±4.01)μg/m3，較高的原因是該區(qū)域?yàn)槌鞘猩虡I(yè)中心，人員和車(chē)輛流動(dòng)量大，商業(yè)活動(dòng)和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放產(chǎn)生的有機(jī)污染物較多。壽光市的晨鳴紙業(yè)集團(tuán)附近采樣點(diǎn)WSOC濃度也較高，達(dá)到(19.23±4.56)μg/m3。晨鳴紙業(yè)集團(tuán)在造紙過(guò)程中會(huì)使用大量的化學(xué)藥劑，這些藥劑揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)入大氣后，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，增加了大氣中WSOC的含量。而安丘市的輝渠鎮(zhèn)采樣點(diǎn)WSOC濃度相對(duì)較低，為(8.65±2.56)μg/m3。輝渠鎮(zhèn)位于郊區(qū)，自然環(huán)境優(yōu)美，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)大氣的影響較小，有機(jī)污染物的排放較少，導(dǎo)致WSOC濃度較低。地形地貌對(duì)WSOC的空間分布有顯著影響。在濟(jì)南，南部山區(qū)地勢(shì)較高，大氣擴(kuò)散條件相對(duì)較好，污染物容易擴(kuò)散，因此WSOC濃度相對(duì)較低。而北部平原地區(qū)地勢(shì)平坦，大氣擴(kuò)散條件相對(duì)較差，污染物容易聚集，導(dǎo)致WSOC濃度相對(duì)較高。在青島，嶗山等山地地區(qū)空氣流通較好，污染物不易積聚，WSOC濃度較低；而膠州灣沿岸等地勢(shì)相對(duì)較低的區(qū)域，污染物容易在局部地區(qū)積聚，使得WSOC濃度相對(duì)較高。在淄博，魯山等山區(qū)對(duì)大氣污染物的擴(kuò)散有一定的阻擋作用，導(dǎo)致山區(qū)周邊地區(qū)污染物濃度相對(duì)較高；而在平原地區(qū)，大氣污染物相對(duì)容易擴(kuò)散，WSOC濃度相對(duì)較低。在濰坊，南部低山丘陵地區(qū)大氣擴(kuò)散條件較好，WSOC濃度相對(duì)較低；北部平原地區(qū)地勢(shì)平坦，冬季常受西北風(fēng)影響，若污染源分布集中，污染物容易在該區(qū)域積聚，導(dǎo)致WSOC濃度相對(duì)較高。污染源分布是影響WSOC空間分布的關(guān)鍵因素。在濟(jì)南，工業(yè)污染源主要集中在東部和北部，如濟(jì)南鋼鐵廠(chǎng)等大型企業(yè)，這些區(qū)域的WSOC濃度明顯高于其他地區(qū)。交通污染源在市中心和主要交通干道附近較為集中，導(dǎo)致這些區(qū)域WSOC濃度升高。在青島，青島港是重要的污染源，其周邊區(qū)域WSOC濃度較高。城市中的工業(yè)企業(yè)和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放也對(duì)WSOC濃度的空間分布產(chǎn)生重要影響。在淄博，以齊魯石化公司為代表的工業(yè)企業(yè)分布較為集中，使得這些工業(yè)集中區(qū)的WSOC濃度顯著高于其他區(qū)域。在濰坊，晨鳴紙業(yè)集團(tuán)等工業(yè)企業(yè)周邊以及城市中心區(qū)域，由于工業(yè)排放和人類(lèi)活動(dòng)的影響，WSOC濃度相對(duì)較高。區(qū)域傳輸對(duì)WSOC的空間分布也有一定影響。山東省地處我國(guó)東部，冬季盛行西北風(fēng)。在某些氣象條件下，周邊地區(qū)的污染物可能會(huì)通過(guò)大氣傳輸?shù)竭_(dá)山東省不同地區(qū)，對(duì)WSOC的空間分布產(chǎn)生影響。例如，當(dāng)河北等周邊地區(qū)的工業(yè)排放和生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的污染物在西北風(fēng)的作用下傳輸?shù)缴綎|省時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致山東省部分地區(qū)WSOC濃度升高。特別是在濟(jì)南、淄博等位于山東省西部的城市，更容易受到來(lái)自周邊地區(qū)污染物傳輸?shù)挠绊?。而青島等沿海城市，由于海洋的調(diào)節(jié)作用和風(fēng)向的影響，受區(qū)域傳輸?shù)挠绊懴鄬?duì)較小。綜上所述，山東省不同地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物中WSOC的空間分布受到地形地貌、污染源分布和區(qū)域傳輸?shù)榷喾N因素的綜合影響。在制定大氣污染防治措施時(shí)，應(yīng)充分考慮這些因素，針對(duì)不同地區(qū)的特點(diǎn)，采取有針對(duì)性的措施，以降低WSOC的污染水平，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。圖5：山東省不同地區(qū)冬季W(wǎng)SOC濃度空間分布圖4.3典型污染過(guò)程分析選取山東省不同地區(qū)冬季的典型污染過(guò)程進(jìn)行深入分析，有助于更清晰地了解水溶性有機(jī)碳（WSOC）在污染過(guò)程中的濃度變化、來(lái)源貢獻(xiàn)以及污染形成的機(jī)制和影響因素。本研究分別在濟(jì)南、青島、淄博、濰坊四個(gè)地區(qū)確定了典型污染過(guò)程，通過(guò)對(duì)這些過(guò)程的詳細(xì)研究，揭示W(wǎng)SOC的污染特征。4.3.1濟(jì)南典型污染過(guò)程分析在濟(jì)南，選取2023年1月10-15日作為典型污染過(guò)程。在這期間，濟(jì)南遭遇了持續(xù)的重污染天氣，PM2.5日均濃度均超過(guò)150μg/m3，達(dá)到重度污染級(jí)別。從WSOC濃度變化來(lái)看，1月10日WSOC濃度為(18.56±4.23)μg/m3，隨著污染的加重，1月12日濃度迅速上升至(30.23±6.56)μg/m3，隨后在1月15日略有下降，為(25.68±5.87)μg/m3。為了明確WSOC在污染過(guò)程中的來(lái)源貢獻(xiàn)，采用正定矩陣因子分解（PMF）模型進(jìn)行源解析。結(jié)果表明，在污染初期（1月10-11日），燃煤排放對(duì)WSOC的貢獻(xiàn)率為40%，是主要來(lái)源。濟(jì)南冬季供暖主要依靠燃煤，隨著供暖需求的增加，煤炭燃燒量增大，排放的大量有機(jī)污染物在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，轉(zhuǎn)化為WSOC。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的貢獻(xiàn)率為30%，濟(jì)南交通擁堵?tīng)顩r較為嚴(yán)重，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)，大量的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放中含有豐富的揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物在大氣中經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化為WSOC。在污染加重期（1月12-13日），燃煤排放的貢獻(xiàn)率上升至45%，這是因?yàn)殡S著污染的持續(xù)，供暖用煤量進(jìn)一步增加