北京（116°E，40°N）拥有2 170万人口（2017年），距离海洋183 km，比海平面高出43 m，三面环山，总面积为16 800 km2（2004年），38%是平原，62%是山丘。这种地理环境加上小的环境容量，导致了北京大气环境的先天不足。随着城市化和机动车化的快速发展，机动车以每年约15%的速度增加，北京市的大气环境一直面临严重的污染挑战［1-3］。此外，外地沙尘传输使北京的空气污染犹如雪上加霜［4］。机动车排放、工业排放、燃煤以及道路扬尘，是北京大气颗粒物的主要来源［1，3］。SO 24-、NO 3-和NH 4+是北京气溶胶中主要的可溶性离子。冬天的气相转化和夏天的云中过程，是硫酸盐形成的主要途径［2］。
雾霾的形成与气象条件以及大气污染水平密切相关［5，6］。大多数雾霾的形成，与人为排放到大气中以及通过气-固转化形成的颗粒物有关［7］。因此，采暖季节排放的更多污染物，加上静风的气象条件，非常有利于雾霾天的形成。进而，雾霾天又会通过液滴里面的液相化学转化反应，改变气溶胶的化学组成。雾霾天由其对大气能见度、公众健康以及全球气候的可能影响，而日益引起人们关注［8-11］。雾霾天有高浓度的PM 2.5，其主要离子物种（NO 3-、SO 24-和NH 4+）及有机物，是PM 2.5的两大主要贡献者［12］。污染较为严重的空气，含有较多的硫酸盐，彰显了硫酸盐在霾形成过程中的作用［9］。1980—1995年期间，整个美国霾的出现频率呈下降趋势。这与细颗粒物PM 2.5以及S排放的减少相一致［13］。中国大米和小麦由于大气气溶胶以及区域性霾等空气污染，每年至少减产5%～30%［14］。不仅如此，雾霾天的细颗粒物还富集了几十倍甚至几千倍的有毒金属、酸性污染物质、细菌以及病毒，而这些细颗粒物又很容易进入人体肺部，从而增加呼吸道疾病以及各种诱变疾病[1]［13，15，16］。本章基于2004年11月30日—12月9日期间，对北京2次雾霾事件的系统研究（期间每隔6 h采集一次气溶胶PM 2.5和PM 10样品，没有缺漏），阐述雾霾期间PM 2.5和PM 10的化学特性，包括各种化学组分的昼夜变化、雾霾天和非雾霾天气溶胶的化学组成差异以及导致雾霾天高浓度的化学成分的可能来源。采样方法和化学分析方法详见第7、8、10章。(www.xing528.com)
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