乌鲁木齐市是中国乃至世界上大气污染最严重的城市之一,在采暖期污染情况更为严重。本研究从实验观测入手,分析了乌鲁木齐地区PM₁₀和PM_2.5中重金属成分的时空变化特征和来源,以期为提出合理的防治措施提供科学依据。利用PM_2.5,PM₁₀便携式采样器采集了乌鲁木齐市五个功能区大气PM₁₀和PM_2.5样品。结果表明,整个采样期间乌鲁木齐大气PM₁₀和PM_2.5有明显的年变化,季节差异极显著,总体趋势是:冬季＞秋季＞春季＞夏季。卡子湾水泥厂区污染最严重,整个采样期间PM₁₀和PM_2.5质量浓度全部超标。其余采样点有不同程度PM₁₀和PM_2.5污染,但秋、冬采暖期污染程度远高于夏、春非采暖期。PM₁₀、PM_2.5的变化趋势与SO₂的相关性极显著,表明PM₁₀和PM_2.5明显受采暖影响。采用石墨炉原子吸收光谱仪检测了PM₁₀和PM_2.5样品中Cd、Cu、Ni、Pb、Mn五种元素含量。结果表明:乌鲁木齐市大气颗粒物中重金属更易分布在粒径较小的PM_2.5中。大气PM₁₀和PM_2.5中重金属含量均值在不同季节有较大的差异性,其中Pb、Cu、Cd、Mn四种元素在采暖期的浓度均值高于非采暖期,而Ni在非采暖期的浓度均值高于采暖期。卡子湾水泥厂是PM₁₀、PM_2.5中重金属Pb、Cd、Mn浓度平均值最大的地区。新疆农业大学生活区PM₁₀中重金属的Cu、Ni浓度平均值较大,该地区也是PM_2.5中Cu的质量浓度平均值最大的地区;友好路是PM_2.5中Ni质量浓度平均值最大的地区。大气PM₁₀、PM_2.5中重金属Pb、Ni、Cu、Cd四种重金属富集因子多数大于10,其来源与人类活动有关,主要是工业燃煤、采暖期供热取暖排放的颗粒物、金属冶炼,机械制造、交通运输等,但亦有来自地壳物质（如土壤扬尘）。Mn的富集因子均小于10,说明Mn主要来源于地壳物质。