碳质组分、水溶性离子(Water Soluble Ions, WSIN)是兰州市大气细颗粒物(PM2.5)中重要的组成部分,对兰州市的辐射强迫、能见度、大气降水的酸度、空气质量以及人类健康等都有重要的影响。多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)虽然在PM2.5中含量甚微,但因其强烈的“致癌、致畸性、致突变”毒性,也引起了研究者的广泛关注。本研究利用美国Thermo公司VFC-PM2.5大流量采样器,分别采集兰州市2012年冬季与2013年夏季PM2.5样品,并利用DRI Model 2001A热/光碳分析仪、离子色谱法(IC, Ion Chromatography)、GC (HP6890)-MS (Micromass VG Platform II)分别测得有机碳/元素碳(Organic Carbon/Elemental Carbon、OC/EC)、WSIN和PAHs质量浓度。结合气象参数对兰州PM2.5中的OC/EC、WSIN及PAHs进行了分析,初步探讨了兰州PM2.5中各组分的污染水平、季节变化差异、可能来源以及引起污染物逐日变化的主要影响因素。研究结果表明：1)冬季碳质组分的平均质量浓度远高于夏季；OC和EC的相关系数冬夏季分别为0.91和0.76,表明兰州冬季PM2.5中OC和EC的来源更相似；二次有机碳(Secondary Organic Carbon, SOC)的质量浓度在OC总浓度中所占比例,冬夏季分别为22.46+11.93%和31.29±18.51%,表明兰州冬夏季PM2.5中OC的来源均以一次排放物为主,而二次排放物的贡献,夏季高于冬季；对8种不同温度段碳质组分的分析表明,兰州PM2.5中OC和EC的来源冬季可能主要是燃煤排放与机动车尾气排放,夏季可能主要是机动车尾气排放,生物质燃烧排放冬季较夏季有所增加。2)冬季水溶性阴阳离子浓度总和明显高于夏季,冬季单体水溶性离子的质量浓度平均值也比夏季高,其中SO42-、NH4+、和N03-等是兰州冬夏季WSIN中的主要离子,且夏季二次转化率更高；对阴阳离子平衡及主要WSIN结合方式的分析表明,冬季PM2.5组分偏酸性,夏季偏碱性,离子间的结合方式主要以NH4NO3、(NH4)2SO4、H4HSO4和NH4Cl的形式为主,冬季还有少量KNO3、NaNO3、 K2SO4、Na2SO4、KCl和NaCl存在；离子来源分析显示,对WSIN贡献较大的污染源冬季主要是燃煤等固定源,其次机动车等移动源,而夏季污染来源比较复杂,机动车尾气不容忽视。3)冬季PAHs的总浓度较高,污染程度比较严重,其中苯并[a]芘(BaP)的浓度值明显高于国际标准和国内标准,说明兰州PM2.5对人体健康的威胁比较严重。夏季PAHs的总浓度较低,污染程度较轻；兰州PM2.5中PAHs以中分子量比例最大,大分子量的比例夏季高于冬季,小分子量的比例相反；冬季PAHs的来源以燃煤源和机动车尾气为主,其中柴油车比例较大。夏季各种污染源排放的绝对质量都很小,相比较而言,民用燃煤、木材燃烧和汽油车对PAHs的贡献较大。4) OC/EC、WSIN和PAHs的逐日变化趋势大体一致,冬季降雪是使其浓度下降的主要气象因素,而夏季连续降雨的冲刷、风速带来的扬尘及污染源的状况等都会引起浓度的波动；碳质组分与相对湿度呈负相关关系,冬季比夏季显著；WSIN冬季与温度呈正相关,而夏季则与风速呈负相关；PAHs冬季与风速呈负相关,夏季相关性很低,几乎无相关性。本研究利用对兰州市PM2.5中OC/EC、WSIN及PAHs的研究分析结果,不仅能够为进一步改善兰州空气质量提供理论与数据支持,还可以提高兰州市防治工作的针对性、科学性与合理性,为今后制订兰州市大气污染控制方案与管理策略都有重要意义。