大气颗粒物是指分散在大气中的固态或液态颗粒状物体,是影响城市空气环境质量的重要因素。研究表明,空气中的细颗粒物质与人体健康密切相关。富集在颗粒物上的有毒和有害组分,不仅对环境空气质量,而且对生态环境和人体健康会造成很大的威胁,重金属是其中一类主要污染物质。重金属一旦进入环境体系就成为永久性潜在污染物质。掌握大气颗粒物在城市近地表环境的时空分布特征及扩散机制十分必要。研究近地表大气颗粒物中吸附的重金属元素的累积、迁移规律,对相关部门采取措施防治大气颗粒物及其吸附重金属污染,改善和净化城市生活环境,保护城市居民身体健康具有十分重要的意义。本论文选取华东师范大学普陀校区、闵行校区、青浦香花桥水利技术推广站设立近地表大气颗粒物采样点,分别代表上海市生活居住区、工业区、农业区。分析上海市近地表大气悬浮颗粒物(PM2.5、PM10、TSP)浓度的时空分布特征,颗粒物中重金属元素地球化学特征,探讨特殊大气事件如沙尘暴等对上海市大气颗粒污染的影响。并利用CMB模型结合扫描电镜观察和能谱测试,对上海市大气颗粒物来源做出初步判断。得出以下结论：(1)2009-201O年上海市TSP浓度符合二类区的空气质量标准,总体空气质量较好。PM10和PM25浓度与2001-2005年的浓度相比有所下降,说明上海市近些年来针对大气颗粒物污染的防治措施有所见效。上海市冬季和春季颗粒物浓度明显高于夏季和秋季,这是由于受到冬季特殊的天气系统和春季沙尘暴天气的影响。(2)与其他城市的监测结果相比,上海市大气中的Cu、Zn、Pb等重金属浓度并不高,因此来自燃煤、燃油及工业污染等来源的人为污染相对较轻。2009年-2010年上海市Pb的年平均浓度值下降十分明显,自1997年上海市停止使用含铅汽油以后,大气中的Pb排放得到较好的控制,以及之后的一系列措施确实起到了降低大气中Pb浓度的作用。(3)PM2.5、PM10、TSP中的所有元素都在冬季最高,这是由于冬季特殊的气象条件导致污染物不易扩散。大多数重金属元素的最低浓度值都出现在夏秋季节,这是由于夏季降水丰富。降雨通过冲刷、雨除等机制使大气颗粒物中各元素的浓度大大降低。Ca、K、Fe、Mn、Al、Mg等元素的春季浓度都较高。这是由于春季受到北方沙尘暴天气的影响,上海地区风沙较大,携带的地壳元素也较多。与地壳元素相比,春季的多次沙尘暴及浮尘天气对人为元素的影响相对较小。(4)重金属元素Cu、Mn、Cr、Ni、Zn、Pb在颗粒物中的富集因子PM2.5>PM10>TSP,说明重金属元素在细颗粒中的富集效应更明显,产生的危害也更大。Ni、Zn、Pb在PM2.5、PM10、TSP中的富集因子都大于10,发生元素富集。(5)三个采样点的第一主成分主要来自Zn、Cu、K、Fe、Mn、Cr、Pb等金属元素,多为亲气元素,主要来自人为污染排放。第二主成分主要来自Mg、Ca、Al等金属元素,代表亲石元素,主要为自然源排放。(6)采用CMB模型对上海市大气颗粒物来源进行判断,结果表明PM2.5、PM10前三个排放源依次为燃煤排放、水泥排放和土壤尘排放,TSP前三个排放源依次为水泥排放、土壤尘排放和汽车尾气排放。各个采样点的源解析结果基本相近。同时,不同的采样点的源解析结果还存在差异。说明上海市大气颗粒物同时受到共同的区域影响和局地排放的影响,总体来说具有同源性。(7)根据对采样点颗粒物扫描电镜的观察,得出上海市大气颗粒物主要有以下几类：①燃煤飞灰；②链状烟尘集合体；③蓬松的团状烟尘集合体；④规则矿物颗粒；⑤不规则矿物颗粒；⑥海盐颗粒；⑦形态独特的不明颗粒物。结合能谱分析得出,燃煤属于上海市大气的常见污染源之一。土壤尘排放是上海市大气重要的排放源。能谱测试显示上海市大气颗粒物中存在一定浓度的S元素,可能与上海市大气中的SO2浓度偏高,导致颗粒物表面酸化有关。(8)对上海市沙尘暴天气期间作后向气流轨迹分析表明,3月中下旬的上海市地区大气污染极大程度上受到内陆沙尘暴的影响。发生在4月末的沙尘暴天气,则受到内陆地区沙尘暴天气的影响以及高压过境后的反吹气流的影响。