随着中国工业化和城镇化的持续发展，人为排放的大气污染物越来越多，其中NO_x、O₃、SO₂和PM_2.5是影响大气环境质量和严重危害人体健康的重要污染物，受到科学家和公众的普遍关注，并且对其成因与治理的研究成为大气污染研究的重要部分，尤其是城市近地层O₃浓度变化规律及其影响因素研究已成为大气环境科学领域的重要前沿性问题(Shao et al.，2009；Sun et al.，2009；Chan et al.，2005；Liu et al.，2013；徐峻和张远航，2006).大气中的氮氧化物(NO_x)作为臭氧生成的重要前体物，经过光化学过程产生二次污染，促使臭氧产生，并形成光化学烟雾(吉东生，2008).NO_x和SO₂更是酸雨的重要前体物，在大气中可以催化氧化或光化学氧化成不易挥发的硝酸和硫酸，并溶于云滴或雨滴形成酸雨，对人体和动植物都具有显著的危害(戴树桂，1996)；同时，大气中NO_x和SO₂被氧化形成的硝酸盐和硫酸盐气溶胶是城市细颗粒物的重要组成部分(郭新彪和魏红英，2013).城市细颗粒物污染尤其是PM_2.5对健康的影响已成公众以及各国政府关注的焦点，随着我国大气污染模式的转变，大气PM_2.5已成为我国城市大气的首要污染物(安俊琳等，2007).

重庆市作为我国四大直辖市之一，是西南地区的工业重镇，也是我国重要的老工业基地之一，大气污染比较严重，素有“雾都”之称，并是我国重要的酸雨和SO₂控制区.因此一直以来研究学者对重庆市SO₂浓度的变化状况也有深入研究，徐龙君(2005)利用1991—2002年SO₂观测资料分析了重庆市SO₂排放情况和近年来酸雨污染的特点，并认为能源的消费结构和气象条件是造成重庆酸雨的主要特征，另外，重庆市SO₂污染特点是:季节上变化明显，冬季高，夏季低；地域特点是城区比郊县高.李九彬等(2013)利用2001—2011年重庆市空气质量数据分析了SO₂的污染状况，并指出重庆市空气污染类型由PM₁₀-SO₂复合型向PM₁₀单一型转变.PM₁₀是重庆地区大气污染物主要贡献者，SO₂从2000年开始不再是首要污染物(刘永祺等，2009)此外周国兵等(2010)利用2003—2008年重庆市主城区大气污染观测资料(SO₂、NO_x、PM₁₀)，统计分析了污染天气变化特征，结果表明重庆主城区的主要污染物为PM₁₀；张灿等(2014)分析了1997—2012年重庆市区灰霾的变化特征以及与大气污染物(PM₁₀、PM_2.5、O₃、SO₂、NO₂)的相关性，发现灰霾主要发生在冬季，PM₁₀、PM_2.5、SO₂和NO₂浓度随灰霾加重而增加，但O₃相反.总体而言，目前开展的关于重庆大气污染观测研究还很薄弱，不利于对当地大气环境状况的深层认识，有待于进一步完善大气污染的观测资料.

本文获取了重庆市北碚区2012年1月—2014年2月大气中典型污染物PM_2.5、NO_x、SO₂和O₃的观测资料，详细分析重庆市北碚区大气污染物浓度变化特征及其与气象要素之间的关系，以期进一步了解该地的大气污染状况，为制定切实可行的大气污染治理措施提供可靠依据.

本观测站位于重庆北碚西南大学资源环境学院楼顶，东经106°24′58″，北纬29°48′43″，距地面35 m，观测站所处地形平坦，受局地环流影响较小，周围5 km内多为文教，行政和居民区，无高大的建筑物和明显的局地排放源.环境观测仪器安放在专门设计的站点房屋内，室内配有空调，使温度保持在25 ℃.数据质量控制是根据每个月标定仪器的零点检查与多点校正结果，结合仪器日常状况对原始数据进行修正.根据环境监测质量管理技术导则(HJ 630—2011)的规定来判断和处理异常值.原始数据记录为5 min平均值，文中所采用的数据是质控后小时平均值.

实验观测时间为2012-01—2014-02.实验观测的大气污染物有O₃、NO、NO₂、SO₂和PM_2.5.重庆市作为直辖市，根据第七次全国环境保护大会的要求，已在2012年底在主城区实施了国家新环境空气质量标准(GB 3095—2012).监测仪器为美国热电公司生产的大气污染物环境监测分析仪，包括TE49i紫外光度法O₃分析仪、TE42i化学发光NO-NO₂-NO_x分析仪、TE43i脉冲荧光SO₂分析仪和RP1400a可吸入颗粒物(PM_2.5)监测仪，观测仪器参数及标定方法见表 1.

表 1(Table 1)

表 1 观测仪器基本参数及标定方法 Table 3 Basic parameters and calibration methods of the monitoring instruments

表 1 观测仪器基本参数及标定方法 Table 1 Basic parameters and calibration methods of the monitoring instruments 项目 检测限/(μg·m-3) 零漂/(μg·m-3·d-1) 跨漂 标定仪器 O3分析仪(TE-49i) 2.0(1 min平均值) <2.0 ±1%·(7d)-1 TECO 49C PS 校准仪(每年溯源到美国国家标准物质研究所一级标准)和零空气发生器(热电model 111) NO-NO2-NOx分析仪(TE-42i) 0.5(1 min平均值) <0.5 ±1%·d-1 动态气体稀释校准仪(热电146i)、零空气发生器(热电model111)和标准气体(Scott-Marrin.inc生产，经US EPA认证) SO2分析仪(TE-43i) 2.6(1 min平均值) <2.6 ±1%·d-1 动态气体稀释校准仪(热电146i)、零空气发生器(热电model111)和标准气体(Scott-Marrin.inc生产，经US EPA认证) PM2.5分析仪(1400 a) 0.06(1 h平均值) <0.06 无 无

图 1给出了重庆市北碚城区2012和2013年PM_2.5、NO、NO₂、NO_x(NO+NO₂)、SO₂、O₃、O_3-8hmax(指8 h滑动平均最大值)和O_x(NO₂+O₃)的逐日浓度的时间变化特征.观测期间，各污染物在线观测仪器有时会出现故障，如果没有得到及时处理，就导致该时间段内观测数据缺失，图 1显示臭氧数据缺失较多，出现在2012年7月2日—8月21日和2013年6月28日—7月23日，其它污染物观测数据缺失较少.O_x表示总氧化剂，反映大气氧化能力，它主要包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯、二氧化氮、醛类等氧化性的物质，其中臭氧一般占O_x的90%以上(唐孝炎等，2006)，通常以O_x=O₃+NO₂来表示大气氧化能力.

图 1(Fig. 1)

图 1 2012和2013年O3、Ox、O3-8hmax 、NO、NO2、NOx、SO2、PM2.5浓度逐日变化 Fig. 1 Variations of O3, Ox, O3-8hmax, NO, NO2, NOx, SO2, and PM2.5 concentrations in 2012 and 2013

图 1显示，O₃、O_3-8hmax和O_x在观测期内呈现出基本一致的峰型变化，从1月逐渐升高，7月达到峰值，然后又逐渐降低，直到12月降到低谷(见表 3).按照气象学方法，把四季分为春季(3月—5月)、夏季(6月—8月)、秋季(9月—11月)和冬季(12月—次年2月).由表 2可以看出2013年O₃、O_3-8hmax和O_x年平均浓度分别为(48.5±37.4)、(90.9±70.4)和(80.3±41.1)μg·m^-3均高于2012年的(31.1±24.9)、(58.1±48.7)和(72.7±27.7)μg·m^-3.重庆市北碚区大气污染物观测站位于环境功能区的二类区，根据《环境空气质量标准(GB3095—2012)》的二级标准，2012和2013年O₃ 1 h浓度分别超标48h和260 h，超标率为0.7%和3.4%，最高小时浓度分别达到267.8 μg·m^-3和361.6 μg·m^-3；O_3-8hmax浓度超标11 d和65 d，超标率为3.7%和19.6%.

表 2(Table 2)

表 2 2012和2013年各大气污染物的季节浓度值 Table 3 Seasonal concentrations of atmospheric pollutants in 2012 and 2013μg·m-3

表 2 2012和2013年各大气污染物的季节浓度值 Table 2 Seasonal concentrations of atmospheric pollutants in 2012 and 2013μg·m-3 污染物 NO NO2 NOx O3 Ox O3-8hmax SO2 PM2.5 2012 春 12.0±9.4cA 42.5±13.1bcB 54.5±20.8cA 36.2±19.0abB 78.2±20.5aB 71.5±35.8abB 50.3±23.1aA 61.2±28.2bA 夏 8.2±4.9dA 40.5±9.8cA 48.8±12.5cA 48.4±32.4aB 91.0±37.2aB 94.5±67.9aB 26.1±16.6cA 67.4±32.5bA 秋 21.0±17.2bA 47.4±14.1abA 68.5±25.6bA 29.8±28.5bA 77.7±30.4abA 56.9±52.6bB 38.8±18.4bA 62.0±27.0bA 冬 30.5±25.0aA 51.3±15.9aA 81.8±37.8aA 18.3±15.8cA 69.6±18.2bA 37.2±29.8cA 54.0±23.4aA 90.2±44.0aB 年均 15.5±15.3 41.7±13.3 57.1±24.6 31.1±24.9 72.7±27.7 58.1±48.7 43.1±24.0 67.5±31.9 2013 春 11.7±9.4bA 47.5±14.0aA 59.1±21.8aA 60.0±25.6bA 106.4±29.8bA 109.7±50.1bA 40.5±20.6aB 61.5±31.5bA 夏 4.7±4.0cB 27.1±10.3cB 31.7±13.6bB 96.3±33.9aA 116.8±42.5aA 174.6±67.7aA 25.9±11.6bA 46.5±19.2cB 秋 17.5±18.0bA 23.1±23.1cB 39.6±39.6bB 32.9±28.1cB 50.3±26.4cB 66.4±59.5cA 23.1±16.1bB 61.3±34.3bA 冬 27.1±21.9aA 34.2±16.7bB 59.8±36.0aB 11.3±6.7dB 45.4±20.5cB 20.7±13.9dB 22.4±21.7bB 106.3±42.0aA 年均 16.6±19.7 38.8±20.4 55.1±36.6 48.5±37.4 80.3±41.1 90.9±70.4 35.0±21.9 66.6±37.5 注：表2中相同小写字母表示同一年不同季节同一种污染物浓度在5%水平上的差异显著,不同小写字母表示差异显著；相同大写字母表示不同年份同一季节同一污染物浓度在5%水平上差异不显著,不同大写字母表示差异显著.

表 3(Table 3)

表 3 2012和2013年各大气污染物日均和月均浓度最大值和最小值 Table 3 Maximum and minimum values of daily and monthly average concentrations of atmospheric pollutants in 2012 and 2013

表 3 2012和2013年各大气污染物日均和月均浓度最大值和最小值 Table 3 Maximum and minimum values of daily and monthly average concentrations of atmospheric pollutants in 2012 and 2013 污染物 2012年 2013年 日均最高和最低浓度/(μg·m-3) 出现日期 月均最高和最低浓度/(μg·m-3) 出现日期 日均最高和最低浓度/(μg·m-3) 出现日期 月均最高和最低浓度/(μg·m-3) 出现日期 O3 137.1;0.3 8.26;12.9 94.5;12.8 8;11 157.1;0.3 7.31;1.16 106.7;13.1 7;11 Ox 182.9;30.3 8.26;11.10 138.7;48.0 8;1 185.2;3.7 7.31;10.20 130.6;15.4 7;1 O3-8hmax 267.8;0.7 8.26;12.9 184.3;22.0 8;12 337.1;0.5 6.14;1.16 185.1;24.5 7;11 NO 113.1;0.7 12.8;9.5 33.1;6.1 12;8 126.1;0.1 12.24;2.8 39.8;3.7 12;8 NO2 95.9;14.9 10.11;2.29 55.5;25.7 10;1 99.2;1.3 1.27;9.27 64.3;3.6 1;10 NOx 169.1;15.9 12.8;2.9 80.1;39.6 12;1 197.4;2.7 12.24;9.28 107.1;9.7 1;10 SO2 134.5;8.8 2.21;7.12 65.4;21.8 2;6 143.8;4.5 1.2;10.31 65.9;14.3 1;9 PM2.5 225.9;15.7 12.8;9.12 89.7;48.1 2;7 193.6;7.8 12.24;10.15 117.1;45.1 1;6

图 1看出，2012和2013年NO的逐日浓度变化规律基本一致，从2月至7月浓度变化幅度较小，8月降到谷值(见表 3)，然后逐渐升高到12月达到峰值(见表 3).由表 2可以看出，2012和2013年NO，NO₂，NO_x浓度冬季最高，夏季最低，冬季分别是夏季的3.7、 1.3、 1.7倍和5.8、 1.3、 1.9倍，观测期间NO₂的1 h平均浓度除2012年12月5日10：00(217.3 μg·m^-3)略超国家二级标准外，其余都在标准限值(200 μg·m^-3)以下.2012和2013年NO₂日均浓度分别有3d和7d超标，超标率为0.8%和2.1%.2012年NO₂年平均浓度为(41.7±13.3)μg·m^-3略高于国家二级标准限值(40 μg·m^-3);2012和2013年NO_x的1 h平均浓度分别有9 h和24 h超过国家二级标准限值，基本出现在冬季；日均浓度分别有22 d和44 d超过国家二级标准限值，超标率为6.1%和13.1%(表 4)，大多出现在秋冬季；NO_x的年平均浓度分别为(57.1±24.6)和(55.1±36.6)μg·m^-3，略高于国家二级标准限值(50 μg·m^-3).

表 4(Table 4)

表 4 2012和2013年各污染物浓度超标情况 Table 3 Exceedance of pollutant concentrations in 2012 and 2013

表 4 2012和2013年各污染物浓度超标情况 Table 4 Exceedance of pollutant concentrations in 2012 and 2013 平均时间 污染物 国家二级标准限值/(μg·m-3) 2012 2013 有效观测时间 超标时间 超标率 有效观测时间 超标时间 超标率 1h O3 200 6674 h 48 h 0.7% 7608 h 260 h 3.4% NO2 200 8640 h 1 h ≈0 7778 h 0 0 NOx 250 8640 h 9 h 0.1% 7778 h 24 h 0.3% SO2 500 8325 h 0 0 8509 h 1 h ≈0 1 d O3-8hmax 160 295 d 11 d 3.7% 331 d 65 d 19.6% NO2 80 362 d 3 d 0.8% 335 d 7 d 2.1% NOx 100 362 d 22 d 6.1% 335 d 44 d 13.1% SO2 150 349 d 0 0 359 d 0 0 PM2.5 75 355 d 119 d 33.5% 353 d 126 d 35.7%

观测期间2012和2013年SO₂日平均浓度变化整体呈现两头高中间低的变化规律，SO₂浓度最高值出现在2012年2月和2013年1月；最低值都出现6月(见表 3).表 2的数据表明，季节变化为春季浓度高，夏季浓度低;2012年春冬季浓度最高，秋季次之，夏季浓度最低；2013年春季显著高于其它3个季节(p < 0.001)，而夏秋冬季浓度基本相当.观测期间SO₂的1 h平均浓度只有2013年11月30日12：00超过国家二级标准限值(500 μg·m^-3)，浓度为643.2 μg·m^-3；SO₂的日均浓度没有超标(标准限值150 μg·m^-3)，并且超过100 μg·m^-3只有19 d，其中12 d出现在2012年，最高134.5 μg·m^-3，7 d出现在2013年，最高143.8 μg·m^-3.2012和2013年的年平均浓度分别为(43.1±24.0)和(35.0±21.9)μg·m^-3，均低于国家二级标准年平均限值(60 μg·m^-3).

2012和2013年观测资料显示PM_2.5的日均浓度的变化范围分别为15.7～225.9 μg·m^-3和7.8～193.6 μg·m^-3，逐日浓度变化呈现不同的变化趋势，2012年1—2月升高，然后逐渐下降直到5月，5—9月呈现锯齿形变化，之后趋于平稳；2013年1月开始逐渐降低到9月，9—12月呈锯齿形变化.从表 2看出，2012年PM_2.5呈现冬季浓度高，春夏秋季浓度没有明显差异，而2013年PM_2.5浓度呈现冬季浓度高，夏季浓度低，春秋季浓度相当；从表 4看出，2012和2013年PM_2.5分别超标119 d和126 d，超标率为33.5%和35.7%，超过100 μg·m^-3分别有52 d和68 d，占超标天数的43.7%和54.0%，尤其在冬季重庆地区细粒子污染比较严重，超标55 d和47 d，占超标天数的46.2%和37.3%.另外，2012和2013年PM_2.5的年平均值分别为(67.5±31.9)和(66.6±37.5)μg·m^-3，明显超过国家二级标准限值(35 μg·m^-3).

图 2展示了各大气污染物的浓度日变化.重庆市北碚区春夏秋冬季O₃变化形式基本相似，呈明显的单峰型日变化特征，夜间浓度维持相对较低的水平，最小值出现在6：00—8：00，白天浓度较高，最大值出现在15：00—16：00.夏季日变化幅度明显高于其他3个季节，为138.6 μg·m^-3冬季最小，为27.9 μg·m^-3.O_x和O₃的日变化模式基本一致，从夜间凌晨0点浓度逐时降低，直到5：00—6：00出现谷值，日出后浓度逐渐升高，并在下午15：00—16：00出现在峰值，春、夏、秋、冬季分别为134.1、143.0、101.0、79.6 μg·m^-3.NO日变化规律与O₃恰好相反，呈现“早峰午谷”的变化特点，峰值出现在早上的7：00—9：00，谷值出现在午后的15：00—16：00.SO₂日变化趋势总体呈现单峰型变化，春夏季峰值出现在9：00，分别为60.7和33.2 μg·m^-3，秋冬季出现在12：00，分别为39.0和55.4 μg·m^-3.NO₂与PM_2.5日变化模式基本相似，NO₂春夏秋冬季早峰值出现在上午9：00—11：00，晚峰值出现在19：00—22：00；PM_2.5在春夏秋冬季早峰值出现在8：00—11：00，浓度分别为70.4、66.4、68.8和110.6 μg·m^-3；晚峰值出现在20：00—21：00—浓度分别为70.9、65.3、70.8和102.2 μg·m^-3.

图 2(Fig. 2)

图 2 2012-01—2014-02春夏秋冬季NO, NO2, NOx, O3, Ox, SO2和PM2.5浓度日变化趋势 Fig. 2 Daily variations of NO, NO2, NOx, O3, Ox, SO2 and PM2.5 during different seasons from Jan. 2012 to Feb. 2014

局地气象条件如温度、相对湿度、风速和降雨量对近地面污染物浓度的变化具有重要影响(Eliminir et al.，2005).按照气象学的方法，把全年分为雨天、阴天、多云和晴4种天气状况来分析对污染物浓度的变化.图 3展示了2012和2013年重庆市北碚城区在4种不同的天气状况下污染物的浓度变化情况，从图中看出，2012和2013年SO₂和PM_2.5浓度雨天最低，其它3种天气差异不显著，而O₃浓度雨天和阴天明显低于多云和晴天.2012年NO₂浓度晴天最高，雨天、阴天和多云差异不大，而2013年则是雨天浓度显著低于阴和多云，与晴天差异不显著.2012和2013年4种天气NO浓度分布特征相同，呈现阴天最高，晴天次之，雨天和多云最低的趋势.

图 3(Fig. 3)

图 3 不同天气情况下污染物浓度变化 (注：图中相同小写字母表示同一种污染物在不同天气情况下日均浓度在5%水平上的差异不显著,不同字母表示差异显著) Fig. 3 Variations of air pollution concentrations under different weather conditions

表 5展示了4种天气情况NO、 NO₂、 O₃、SO₂和PM_2.5浓度的相关性分析，从表中看出，气温、风速、相对湿度和降雨量对O₃浓度的变化有重要影响，除了相对湿度和降雨量与O₃呈极显著负相关，其它都与O₃呈极显著正相关.NO、NO₂浓度与气象要素的相关性恰好与O₃相反，PM_2.5与降雨量呈极显著正相关，但是雨天PM_2.5与温度、风速，相对湿度气的相关性较差，由于降水对PM_2.5清除作用强，浓度大幅降低，而其他天气情况的相关性强弱表现为晴天>多云>阴天.SO₂与气象要素都呈负相关并且与温度的相关性较强，呈现晴天>多云>阴天>雨天；与风速和相对湿度的相关性较低.

表 5(Table 5)

表 5 2012-01—2014-02不同天气情况下污染物浓度日均值与气象要素日均值的相关系数统计 Table 3 Correlation coefficients among the atmospheric pollutants and meteorological parameters under different weather conditions during Jan 2012 and Feb 2014

表 5 2012-01—2014-02不同天气情况下污染物浓度日均值与气象要素日均值的相关系数统计 Table 5 Correlation coefficients among the atmospheric pollutants and meteorological parameters under different weather conditions during Jan 2012 and Feb 2014 天气种类 气象要素 NO NO2 O3 SO2 PM2.5 雨天 气温 -0.33** -0.35** 0.52** -0.33** -0.21** 风速 -0.31** -0.16** 0.39** -0.05 -0.09 相对湿度 0.12 0.04 -0.55** -0.25** 0.05 降雨量 -0.29** -0.07 -0.31** -0.17** -0.20** 阴天 气温 -0.38** -0.42** 0.57** -0.46** -0.30** 风速 -0.26** -0.23** 0.17* -0.21** -0.18* 相对湿度 0.29** -0.02 -0.44** -0.11 0.11 多云 气温 -0.54** -0.59** 0.75** -0.37** -0.19** 风速 -0.25** -0.30** 0.22** -0.11 -0.20* 相对湿度 0.37** 0.01 -0.60** -0.14 0.18** 晴天 气温 -0.80** -0.84** 0.90** -0.51** -0.44** 风速 -0.12 -0.05 0.18 -0.09 -0.26* 相对湿度 0.49** 0.20 -0.64** -0.03 0.44** *极显著相关(p < 0.01), 显著相关(p < 0.05).

O₃、O_x和O_3-8hmax表现出夏高冬低的季节变化，且夏季显著高于其它3个季节，这与邵平等(2012)在河北张家口，殷永泉等(2006)在济南以及安俊琳等(2007)在北京观测的结果一致.臭氧生成与其前体物关系密切，在太阳强辐射作用下，光化学反应剧烈，进而形成高浓度臭氧，并且受气温、风速和相对湿度等气象因素的影响很大(Camalier et al.，2007).重庆夏季充足的太阳光照和高温天气为高浓度臭氧生成提供了有利条件，其它季节相反.此外，重庆山城夏季是储存高浓度臭氧的区域，导致O_x显著高于其它3个季节.本文的相关性分析表明温度和相对湿度是影响臭氧浓度的重要因素，高温低湿的天气情况下有利于大气O₃的生成，邵平等(2014)研究了南京地区不同温度范围内O₃浓度发现，随着温度的增加，臭氧体积分数也随之而增加，相关系数为0.55.而我们此次研究中，多云和晴天的情况下，臭氧浓度高并且相关系数分别为0.75和0.90，由此说明在高温下，有利于臭氧的生成.另外，由于O₃是由于NO_x和VOCs在紫外线作用下光化学反应生成，因此气温低，辐射小不利于臭氧生成(王莉莉等，2011).O₃浓度随着相对湿度的增加逐渐较小，反映出高相对湿度影响光化学进程，也有利于O₃的湿清除(邵平等，2014).重庆北碚城区O₃浓度的日变化与其它城市地区观测到的结果基本一致(Gramsch et al.，2006；Andreas et al.，2006).白天随着太阳辐射增强和环境温度的升高，光化学反应活跃，臭氧浓度逐渐升高，直到下午15：00左右达到最大值，然后随着光化学反应削弱，臭氧浓度也逐渐降低，并在夜间凌晨达到最小值(于阳春等，2013).

大气中NO_x浓度呈现明显的季节变化特征，表现为冬高夏低.作为臭氧生成的前体物，重庆地区夏季NO_x和VOCs浓度低，祁心等(2014)对重庆市北碚城区大气中VOCs组成特征研究表明，VOCs浓度呈现夏季低，冬季浓度高，并且发现主要来源于机动车尾气排放.这与我们此次研究的NO_x浓度及其排放源保持一致.而冬季太阳辐射弱，大气氧化性低，光化学反应弱，NO_x消耗低；其次，冬季大气层级稳定，大气湍流弱，不利于NO_x的扩散；夏季太阳辐射强并且是重庆降水的主要季节，光化学反应的消耗和雨水的冲刷导致氮氧化物浓度较低.NO早上峰值是由于城市机动车尾气排放造成，谷值是由于太阳辐射增强，光化学反应消耗NO形成低值区.

多云和晴天时气温较高，大气氧化性强，SO₂在大气中可以催化氧化或光化学氧化成不易挥发的硫酸，并溶于云滴或雨滴形成酸雨(吉东生，2008)；另外雨天虽然温度低，但对SO₂具有冲刷作用，导致在雨天时浓度具有明显下降.夏季温度高，大气氧化性强，加速SO₂在大气中被氧化形成硫酸盐，而且夏季大气对流旺盛且降水频率高，有利于SO₂的清除作用.重庆作为污染型重工业基地，但通过两年的观测却发现，与国家二级标准浓度相比，北碚城区大气SO₂的浓度基本上未有超标现象.这主要是由于近年来，重庆市政府贯彻并执行了一系列净化空气污染的政策，如洁净燃煤技术的推行，煤改气工程，调整能源使用结构，转移污染企业等，使SO₂污染得到了有效的控制.周国兵等(2010)通过统计分析2003—2008年重庆市主城区大气污染观测资料(SO₂、NO_x、PM₁₀)，结果表明重庆主城区的主要污染物不再是SO₂而是PM₁₀.另外，作为此次观测地点的北碚区位于国家级自然保护区缙云山下，森林覆盖率高，拥有良好的生态环境，被誉为重庆都市花园，是国家环境保护模范区和国家生态示范区，基于独特的地理区位和经济结构，该城区SO₂浓度相对较低.

PM_2.5浓度变化受到周期性的积累和清除过程的控制(辛金元等，2010)，雨天PM_2.5与温度、风速，相对湿度气的相关性较差，由于降水对PM_2.5清除作用强，浓度大幅降低，阴天相对湿度大，温度低，水汽含量高，水汽增加能促使大气中的硫氧化物和氮氧化物被氧化成二次颗粒物，促使PM_2.5浓度增高，2012和2013年雨天分别为135 d和124 d，阴天分别为101 d和74 d，雨天对PM_2.5冲刷能力强，阴天有利于PM_2.5的积累，基于此原因导致2012和2013年日平均浓度总体没有显著差异.为了更清楚的了解气流输送对冬季PM_2.5浓度的影响，图 4展示了利用HYSPLIT轨迹模式(模拟起点为重庆市北碚区观测站，轨迹终点距地面高度设置为1000 m，后推气流轨迹运行时间设定为72 h)对重庆市北碚城区2012年和2013年冬季大气污染物的后推气流进行聚类分析.从图中可以看出，2012和2013年冬季气流来源基本相似，短距离气流输送(cluster 1)占了总气团的73%，来源于东南方向且主要是重庆地区的排放源，北碚区的东南面为重庆市的重工业污染区，长期以来，该地区大气颗粒物污染严重，2012年重庆主城区大气中PM_2.5的平均浓度为113.1 μg·m^-3(任丽红等，2014)；而2012年重庆市北碚城区大气中PM_2.5平均浓度为67.5 μg·m^-3，但是随着城市规模的扩大，工业生产活动，道路扬尘和机动车保有量的增加，加之气象条件对细粒子污染的影响，且北碚处在下风向，因此气流会带来高浓度的PM_2.5，加之冬季风速较小，基本是微风，大气层级较稳定，不利于污染物的扩散.其次冬季降雨少，不利于PM_2.5的冲刷，反而有利于污染物的累积和二次气溶胶的生成，导致区域污染加重.2012年冬季中长距离气流输送(cluster 2，3，4)分布散，分别占20%，4%和3%，气团主要来源偏西和北方向；2013年冬季中长距离气流输送(cluster 2，3，4)分布集中，分别占了16%、10%、1%，主要来源于偏西方向，长距离气流输送对北碚地区大气污染影响较小.

图 4(Fig. 4)

图 4 2012年和2013冬季的后推气流轨迹聚类 Fig. 4 Clusters of back trajectories during winter seasons

PM_2.5的日变化特征与其它城市地区日变化趋势相似(梁思等，2012；钱凌等，2008).城市交通会在早晚出现两个高峰，相对应PM_2.5日变化会在早晚出现两个峰值，这主要是由于交通排放和路面扬尘造成.另外，边界层的下沉和较高的相对湿度环境下，更加有利于硝酸盐和硫酸盐的形成，导致PM_2.5浓度升高(程雅芳等，2008).

1)重庆北碚大气中PM_2.5污染最严重，SO₂污染最轻；与2012年相比，2013年大气污染加重.

2)大气污染物日变化模式呈现多样性，O₃和O_x表现出明显的单峰型变化，峰值出现在下午16：00；NO和NO_x为“早峰午谷”的变化特征，而NO₂和PM_2.5呈双峰型变化趋势，早上和晚上出现峰值；SO₂呈单峰型变化，峰值出现在早上，谷值出现在晚间.

3)降雨对大气污染物具有较强的去除能力，SO₂，PM_2.5，O₃，NO和NO₂均为雨天浓度最低，而晴天浓度较高.高温，小风和低湿容易出现O₃高值，而NO_x相反；PM_2.5在不同天气状况下表现各不相同，但与气象因素的相关性总体表现为晴天>多云>阴天；SO₂与气象要素均呈负相关，主要受温度影响.