汞(Hg)是一种具有高神经毒性的全球性重金属污染物，由于其特殊的挥发性、持久性和生物富集性，一旦释放进入环境中，能够以不同形态在空气、水体、土壤和生物圈之间进行全球生物地球化学循环。大气作为汞迁移转化和扩散传输的重要媒介和通道，在汞的全球循环过程中起着重要作用。为了解中国空气污染严重、人为活动密集的华北和香港地区大气汞的背景浓度水平，分析大气汞浓度分布特征及其影响因素，研究汞在大气中的化学形态转化机制，明确大气汞的来源和长距离传输规律，本研究于2015年6-8月在华北泰山、2016年11月至2017年4月在香港大帽山进行了大气汞的综合观测活动，分析了气态总汞(TGM)、大气颗粒汞(PBM)以及云雾水中汞的浓度特征和化学形态分布，研究了大气汞的日变化特征以及在云雾过程中的迁移转化规律，利用多种源解析手段评估人为活动对大气汞的贡献。　　结果显示，泰山TGM浓度变化幅度较小，而受多次冷锋过境影响，大帽山TGM浓度波动明显，短时间内急剧升高幅度达1-3ng m-3。泰山和大帽山TGM平均浓度相近，分别为2.18±0.56ng m-3和2.26±0.64ng m-3，与中国其他背景地区TGM浓度相比，属于中等浓度水平，代表了华北和香港地区大气汞的背景浓度。TGM浓度与风向有明显关系，泰山夏季西南风向的TGM浓度偏高，而大帽山冬春季东北风向的TGM浓度显著高于其他风向。泰山和大帽山TGM与CO显著正相关，说明长距离传输对TGM有贡献，TGM与PM2.5和O3相关性表明区域污染及光化学反应也有部分贡献，而TGM与NO无相关性说明当地人为污染的影响较小。以NO/NOx比值＜0.3代表长距离传输为依据估算出泰山和大帽山TGM分别有69.5％和54.0％来自长距离传输。　　泰山TGM浓度日变化特征与CO相似，主要是受边界层高度变化的影响，浓度呈正午时最高、日出时最低，并在夜间凌晨前偏高;与其他污染物的浓度变化规律不同，大帽山TGM浓度夜间高白天低，并且在8:00-14:00随太阳辐射的增强而显著下降。大帽山观测期间出现4次明显的TGM亏损现象，并且基本发生在9:00-12:00，表现为TGM浓度快速下降至0.5ng m-3及以下，同时O3浓度下降、NO2浓度显著升高，这是首次在低纬度海洋边界层发现大气汞的亏损事件，很可能是由太阳辐射、卤素自由基和高浓度NO2共同作用下引发大气汞的两步光化学氧化反应所引起。　　泰山和大帽山PBM平均浓度分别为84.1和116.2pg m-3，远高于中国大部分背景地区浓度值，表明华北和香港地区颗粒汞污染严重。两站点PM2.5中的汞含量分别为4.8和19.8μg/g，造成颗粒物汞含量差异的主要因素为PM2.5质量浓度、气温和相对湿度，它们分别通过改变颗粒物粒径大小、活性汞气粒分配平衡以及海盐气溶胶液态水含量等作用影响颗粒物对活性汞的吸附和吸收。此外大帽山气溶胶更高的氯离子含量有利于活性汞的络合累积、促进颗粒汞生成。　　泰山和大帽山云雾水pH值分别为5.79（范围4.82-6.95）和3.63(范围2.96-5.94)，总汞(THg)加权平均浓度分别为47.6和25.8ng L-1，远高于国内外其他地区，溶解态汞(DHg)分别为16.8和16.0ng L-1;而甲基汞(MeHg)分别为0.14和0.06ng L-1，处于中低浓度水平。泰山云雾水颗粒态汞(PHg)占比达65.7％，高于大帽山的36.3％。泰山云雾水PHg浓度与云滴数浓度(Nd)和电导率呈显著正相关，说明大气颗粒物对PHg有直接贡献;大帽山云雾水低pH对DHg有显著的溶解作用;两站点云滴液态水含量(LWC)对DHg有明显的稀释作用;pH值和LWC对MeHg浓度无影响。热力学平衡模型结果表明，汞与溶解性有机物(DOM)的络合物是泰山和大帽山DHg的主要化学形态，而由于OH-和Cl-对汞的络合竞争，高pH值和高Cl-浓度均不利于Hg-DOM的形成。　　对泰山典型持续云雾事件的研究发现，云雾过程不仅影响云雾水各形态汞的浓度，而且能够引起Hg化学形态的明显改变。根据亨利定律和颗粒汞的清除效率估算表明，泰山云雾水汞，尤其是PHg，主要来自PBM的云内清除贡献。云残留物对Hg的吸附分配系数(Kad)与残留物含量呈幂函数相反关系，Kad均值为69.8L g-1，与模型使用值相比明显被低估。对典型云残留颗粒的SEM-EDS分析和后向气流轨迹分析表明，工业排放的飞灰颗粒具有比表面积大、表面碳结合位点多等特点，对汞的物理和化学吸附能力强，因而云残留物中存在大量的飞灰颗粒提高了Kad。经排除多种来源，推测泰山云雾水MeHg主要来自汞的非生物甲基化作用。对比泰山云雾天和晴天TGM浓度日变化特征发现，云雾天TGM浓度明显高于晴天，其浓度差值在7:00-14:00达到0.4-1.2ng m-3，期间云雾水DHg和PHg浓度明显升高、PM2.5浓度呈上升趋势，说明PBM的贡献以及DHg的液相光化学还原反应导致了云雾天TGM浓度的升高。反应速率估算结果表明Hg-DOM络合物的光解是主要的液相还原途径。　　主因子分析结果表明，泰山和大帽山TGM均主要来自长距离传输，泰山TGM还受到汞氧化还原反应的重要影响。正交矩阵因子分解结果表明，云雾水各形态汞的来源不同，泰山云雾水DHg主要来自工业排放和海洋源，PHg受沙尘/气溶胶颗粒的贡献，MeHg可能通过非生物甲基化生成;而大帽山云雾水MeHg主要来自海洋源和部分土壤源，DHg和PHg可能与气态汞的形态转化有关。潜在源区分布结果表明，泰山TGM主要源区是中国西南地区、河南省以及山东局部和长三角部分区域，大帽山TGM主要来自湖南和两广地区，均与中国人为源汞排放地域分布相似，说明人为源大气汞的长距离传输的贡献高于局地排放源;西南地区也是泰山云雾水汞的主要源区，同时黄海海域也是DHg的重要源区但对PHg和MeHg的贡献很少;大帽山云雾水各形态汞则主要来自南海和西太平洋海域，源区分布基本一致。在泰山和大帽山观测到的大气汞污染长距离传输事件△TGM/△CO比值分别为0.0081和0.0059±0.0019ngm-3ppb-1，与东亚污染气团特征(0.0056ngm-3ppb-1)相符，据此估算中国人为源汞排放量为817±263t/a。　　本研究借助高山站点平台，获得了陆地边界层和海洋边界层大气汞在气相、颗粒相和云雾水中的浓度和形态分布特征，认识到华北和香港地区大气汞区域背景浓度水平明显高于北半球背景值，并且云雾水已受到了人为源大气汞污染的严重影响。研究发现，边界层变化和光化学氧化还原作用是驱动陆地和海洋大气汞时空分布差异的重要因素;气溶胶对云雾水汞的贡献、云残留物颗粒的吸附作用、液相光还原反应等都影响了大气汞的迁移转化过程;大气汞可经长距离传输影响到中国高山背景地区甚至东亚下游海域。本研究结果对于评估人类活动对大气汞的贡献和深入认识汞的地球化学循环有重要意义。