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PM2.5是我国许多城市的首要污染物之一,京津冀及其周边地区“2+26”城市污染物排放强度远高于全国平均水平,冬季采暖季期间PM2.5污染严重,城市间相互影响显著。开展该区域大气PM2.5组分特征及来源解析的研究,对深入理解污染成因,科学实施精准治理及城市间协同控制具有重要意义。本文以京津冀及其周边地区“2+26”城市为研究区域,研究时段为2016年11月1日-2017年3月31日采暖季期间,利用观测资料分析了PM2.5浓度及组分特征,使用CAMx-PSAT模式对采暖季及2016年12月16-23日、2017年2月1-7日和2017年3月2-6日三个不同程度污染个例的PM2.5及其主要组分进行了来源解析研究,针对污染个例设计了不同减排方案,利用模式进行了数值模拟和效果评估,结合以上研究对“2+26”城市的污染控制对策提出建议。取得的主要研究结果如下:首先,基于观测数据研究了“2+26”城市采暖季期间PM2.5的浓度和组分特征。通过对PM2.5浓度数据的分析,发现“2+26”城市采暖季期间空气质量平均污染天数97天,占比64.36%。采暖季期间所有城市的平均PM2.5浓度均超过75μg/m3,最大小时浓度均超过350μg/m3,邯郸市甚至达到816μg/m3,整体污染较为严重。PM2.5中含量最高的组分为OC、NO3-、SO42-、NH4+、EC,平均占比分别为19.27±2.67%、17.06±1.86%、14.31±1.46%、9.94±0.71%、2.65±0.41%,水分和不可溶物质等未测定组分平均占比25.85±2.16%。污染期间除EC占比下降0.20%以外,其它4类主要组分和未测定组分占比分别上升0.11%、1.14%、2.51%、0.41%和1.61%。其余含量较少的组分总占比超过10%,其中Mg、Ca、Ba、Ti、V、Fe、Al、Sc、P和Si元素主要来自地壳,Na、K、F、Cr、Mn、Co和Ni元素同时来自于人为源和自然源,Cl、Cd、Sn、Cu、Zn、As、Se、Pb和S元素以人为排放为主。其次,使用CAMx-PSAT模式,对采暖季及污染期间PM2.5及其主要组分开展了来源解析研究。“2+26”城市PM2.5本地排放贡献为13%-52%,外地排放贡献为16%-63%,“2+26”城市以外的外围区域贡献为14%-50%。石家庄和唐山本地排放贡献最大,北京、天津、衡水等城市外地贡献最大,太原、淄博、济宁等城市外围贡献最大。在重污染情况下,各城市的本地贡献有降低的趋势,“2+26”城市区域内部的相互影响更加显著。民用、工业、农业、交通和电力对PM2.5的贡献分别为41.38%±5.93%、30.50%±5.20%、9.62%±0.85%、9.59%±1.69%和6.15%±1.46%。SO42-主要来源于工业和民用排放源,平均贡献分别为45.46%±5.71%和41.14%±6.25%;工业源对NO3-的贡献为35.20%±1.88%,交通源为23.23%±3.23%,电力源为15.06%±1.68%,民用源为14.05%±2.87%;NH4+以农业源贡献为主,占比为86.40%±4.63%;EC来源于民用、工业和交通源,平均贡献分别为54.66%±5.75%、26.76%±6.55%和18.50%±3.96%;OC以民用源贡献为主,占比为81.07%±5.75%;其他组分主要来源于工业和民用排放源,平均贡献分别为43.13%±6.72%和45.04%±7.05%。除NO3-以外,其他PM2.5组分的区域贡献比较接近,NO3-本地贡献为4%-26%,明显低于其他主要组分。2016年12月16-23日、2017年2月1-7日和2017年3月2-6日三个污染过程期间,“2+26”城市PM2.5最大日均浓度的平均值分别为367μg/m3、197μg/m3和112μg/m3,研究区域整体达到严重、重度和轻度污染水平。三个污染个例的PM2.5行业来源贡献相对占比比较一致,都是民用源>工业源>农业源、交通源>电力源,农业源和交通源贡献基本相当。民用源贡献最大,比采暖季平均水平分别高出2.76%、8.20%和6.21%,本地来源贡献分别为24.82%±9.27%、26.68%±10.29%和30.87%±9.04%,随着污染加重,大多数城市的PM2.5本地贡献降低,区域内部的相互影响更加显著。最后,针对三个PM2.5污染个例设计了不同控制方案,分析了采取控制措施后的PM2.5浓度改善结果,并对污染控制对策提出了建议。模拟结果显示,采取污染控制措施后三个污染个例的平均PM2.5浓度分别下降了38.19%±9.26%、36.84%±5.97%和11.88%±3.07%,个例1和个例2污染等级整体下降1级,个例3的PM2.5浓度虽然有所下降,但是区域整体污染等级没有变化,这表明针对PM2.5轻度污染,需要采取更为严格的控制措施才能够达到降低污染等级的目标。“2+26”城市中的北京、天津及河北和河南省的各城市,污染物极易堆积且污染物排放强度也明显高于其他地区,应该作为污染控制的重点区域。PM2.5浓度升高,本地贡献有下降的趋势,区域内部的相互影响更加显著,只有采取城市间联防联控,针对重点区域和行业采取更加精准的控制对策,才能够达到理想的效果。民用和工业源贡献最大,通过重点控制这两类源能够有效降低PM2.5浓度。本文基于观测数据分析,揭示了“2+26”城市采暖季期间PM2.5的浓度和组分特征,使用CAMx-PSAT模式,量化了采暖季及污染期间PM2.5及其主要组分的来源贡献,设计了PM2.5污染控制方案,评估分析了采取控制措施后的PM2.5浓度改善结果,提出了污染控制对策建议,研究结果可以为京津冀及其周边地区“2+26”城市的PM2.5污染治理提供一定的参考依据。