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大气颗粒物及其负载的重金属对人和环境的危害日益受到政府和公众重视。湖南省株洲市是国家“一五”、“二五”期间建立的典型老工业基地，具有与其它城市不同的大气环境问题。本研究于2011年11月～2012年11月采集了株洲市区3个环境站点(TSP、PM10)和4个源区站点(TSP、PM10、 PM2.5)大气颗粒物样品，利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了其中铬(Cr)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb）等重金属的含量，对大气颗粒物及其中重金属元素的浓度特征、时空分布、粒径分布和来源等进行了研究，主要得到如下结论: 株洲市环境站点TSP和PM10质量浓度年均值分别为146μg/m3和124μg/m3，源区站点TSP、PM10和PM2.5质量浓度年均值分别为188μg/m3、157μg/m3和79μg/m3，Cr、Zn、As、Cd和Pb五种重金属质量浓度在株洲市环境站点和源区站点不同颗粒物中均呈现同一规律:Zn最大，其次为Pb、As，最后为Cr和Cd。与国内其他工业城市相比，株洲市TSP和PM2.5质量浓度略低，PM10质量浓度相对较高;不同颗粒物中Zn、As、Cd和Pb四种重金属的污染水平均较高，而Cr浓度分布特征明显不同，不是株洲市大气颗粒物中典型重金属元素。株洲市大气颗粒物质量浓度的季节特征表现为秋冬季＞春夏季，Zn、As、Cd和Pb四种重金属质量浓度除受工业区和主导风向影响的株冶医院和十二中站点最大值出现在夏季外，其余站点最大值都出现在秋冬季，位于工业区内部的海利化工污染水平最高。冬季污染期较夏季非污染期颗粒物和重金属元素质量浓度都有所升高，环境站点尤其明显。粒径分布研究表明株洲市大气颗粒物和As、Cd和Pb三种重金属具有相同的粒径分布特征，其峰值出现在1.1～2.1μm粒径范围内，而Cr无明显的粒径分布规律。 富集因子分析结果表明重金属更易于在PM2.5中富集，大气细粒子的排放尤其需要控制。株洲市4个季节所有站点中Cd富集因子最大，其次为Zn和Pb以及As、Cr，且全部来源于人为源。位于源区附近的株冶医院、十二中、海利化工和石峰政府富集因子夏季高于冬季，而其余站点冬季最高，表明清水塘工业区周边受其影响非常严重。主因子分析结果表明，株洲市大气颗粒物中重金属主要来源于冶炼工业、燃煤和移动源排放。