北京OC和EC空间分布探究：新论揭示大气气溶胶和雾霾

从平均值来看，在城区北师大、首钢和怡海花园3个不同的功能区，无论在夏季还是冬季，OC平均浓度都极其接近。夏季北师大、首钢和怡海花园的OC浓度分别为11.5±3.7、9.3±3.2和11.3±3.6μg·m-3，冬季分别为36.6±26.2、36.0±21.5和37.5±11.2μg·m-3。除了怡海花园的冬季EC格外高以外，冬夏季3个采样点的EC浓度也基本在同一水平，表明城区PM 2.5中OC和EC的分布较为均匀，没有很强的功能区差别；而怡海花园的冬季EC浓度格外高，其原因可能是冬季居民燃煤取暖增加，供暖燃煤锅炉的燃烧不太充分，这会导致更多的EC排放。城区和郊区相比则不一样，城区浓度远高于郊区。北师大春夏秋冬四季PM 2.5、OC、EC的平均浓度，几乎都是同步采集的密云样品的1.5～3倍。

表33-3　2001—2005年春北京4类功能区采样点PM 2.5样品质量浓度、OC和EC的配对t检验结果

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为进一步研究北京PM 2.5中OC和EC的空间分布特征，对2001—2005年春北京城区和郊区4个功能区采样点的样品进行了配对t检验。配对t检验即是求出各个对的差值d，然后检验差值的总体均数是不是为0。如果在同一天2个地点的情况相同，那么理论上差值d的总体均数应该为0，如果取检验水平α=0.05，p值就应该大于0.05；如果在同一天2个地点的情况不同，那么理论上差值d的总体均数就应该不等于0，p值就应该小于0.05。由于配对t检验排除了其他因素（日期）对研究因素的影响，所以它的检验效能比成组t检验更高。检验结果见表33-3，可以看到，北师大、首钢和怡海花园两两之间的PM 2.5质量浓度、OC和EC配对结果，p都大于0.05，表明在城区3个不同功能区之间，PM 2.5、OC、EC都没有显著差异，分布较均匀。这是由于PM 2.5粒径小，在空气中滞留时间长，能够充分混合，导致城区PM 2.5没有显著差异。对3个功能区PM 2.5中其他元素和离子的配对检验，也得到同样的结果［24，25］。但是，城区和郊区相比，t检验的p值都远远小于0.05，表明城区和郊区PM 2.5、OC和EC有很大差异。密云采样点位于北京东北角密云水库旁的一座小山上，周围没有任何的厂矿企业，机动车也很少，除了本地扬尘以外，没有局地污染源。PM 2.5、OC、EC在这样一个“干净”采样点的浓度，从另一角度说明了城区工业和机动车排放是大气细颗粒物中OC和EC的主要来源。