重金属由于生物累积性强、环境危害性大，成为当今研究的热点问题之一。本文采集了2012年西安市春夏秋冬四季大气颗粒物样品73个、不同功能区土壤样品58个、降水样品19个。利用ICP-MS对As、Pb、Cr、Cd、Hg、Cu、Zn、Mn、Ni的质量浓度进行分析，研究了大气颗粒物、土壤、降水中重金属的污染特征，对重金属的干湿沉降进行了估算，并利用相关性分析、因子分析方法研究了重金属的来源，最后进行了重金属的污染评价。主要获得如下结论：西安市2012年大气颗粒物中重金属元素浓度呈现出冬春大于秋夏的变化规律，从粒径分布来看，重金属元素主要富集在PM_2.5中；与正常天气相比，灰霾天气人为元素富集明显，沙尘天气地壳元素富集明显；PM_2.5中重金属之间的相关性表明：燃煤元素（Pb、As、Hg）相关性显著，交通污染元素（Cu、Zn、Ni）相关性显著，地壳元素（Fe、Mn）相关性较好；利用因子分析对PM_2.5进行来源分析，结果表明：土壤尘、燃煤和工业尘、汽车尘、生物质燃烧尘是PM_2.5的主要来源；健康风险评价表明，通过呼吸作用，PM_2.5中重金属健康风险值在最大可接受风险范围之内，不存在明显的健康危害。西安市不同功能区（工业区、商业区、交通主干道、农业区、居民区）表层土壤中Pb、Cd、Cu、Ni在部分采样点的含量已超出国家土壤二级标准，超标率分别为1.66%、8.33%、3.33%、3.33%；工业区的Pb、Cr、Cd、Zn，交通主干道的Cu，商业区的Hg、Ni，居民区的Cd浓度偏高；西安市土壤重金属污染主要来自交通尾气和粉尘、工业“三废”；综合污染评价表明：西安市表层土壤各功能区的污染程度依次是工业区＞交通区＞商业区＞农业区＞居民区。西安市2012年大气降水中Cu、Hg、Pb、Zn在部分样品超标（地表水一级标准）,超标率分别为：4.76％、9.52％、28.57％、71.42％，其中Zn超标最严重；重金属表现出明显的四季变化：冬季最高，春秋次之，夏季最低；潜在生态危害评价表明，降水中重金属元素均处于轻微生态风险水平。通过对大气、土壤、降水中元素的富集因子分析，发现雨水和PM_2.5中重金属富集明显，土壤中富集程度较低；西安市2012年重金属干沉降通量为93.87mg/m²，湿沉降通量为42.62mg/m²，重金属的干湿沉降总量为136.49mg/m²。