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近年来,随着大气污染治理步伐的加快,中国的空气质量大幅度改善。然而,在这种情况下仍有部分城市的PM2.5年均浓度不降反增。由于局地地形、地貌、气候条件、社会发展水平和经济结构复杂多变,且所处的地理位置较为特殊,北侧、西侧、东侧分别与京津冀、汾渭平原、长三角三大重污染区相连,造成安徽省大气环境质量不容乐观。因此,研究安徽省的重污染形成机制对于大气环境精细化管理、重污染预判和重污染防治都有重要意义。本文以合肥市为研究对象,对2017年12月～2018年2月间的重污染天气进行了 PM2.5和PM10的样品采集,并对大气颗粒物中的水溶性离子、碳质组分、多环芳烃、无机元素、碳和硫同位素以及微观结构特征进行了测试分析。主要研究成果如下:合肥市冬季的大气污染较为严重,PM2.5和PM10的平均浓度均超过了 WHO和中国空气质量标准,污染水平在国内处于中等地位。S、Si、SO42-、NO3-、NH4+、OC和EC是合肥市大气颗粒物的重要组成成分,除S和Si元素外,其余组分的(PM2.5/PM10)值均在0.8以上,表明毒性较强的组分更易富集在PM2.5 中。PM2.5和PM10中SO42-含量及其占比、集合体和泡沫状附着连结结构(显微结构)均随着污染程度加深而显著增大,硫氧化速率(SOR)在重度污染日更是分别达到0.51和0.60,显著高于非污染天气,表明在重度污染当天形成了较多的次生气溶胶颗粒,主要为硫酸盐。元素碳(EC)和有机碳(OC)在重度污染日均有显著增长,但EC较OC更快的增长幅度,显示一次碳气溶胶是重污染天气下碳质气溶胶的主要成分。重度污染日大幅上升的S和C1元素浓度以及硫同位素分析结果显示,燃煤排放是合肥地区重污染事件气溶胶的主要来源。而高浓度的5环和6环PAHs以及碳同位素分析结果则表明机动车尾气对合肥地区大气污染的贡献也不容忽视。对比分析不同天气条件下的气象要素,发现天气模式是控制区域大气污染过程的主要因素,高湿、小风、低温和高压的条件导致了PM2.5和PM10的积累以及气-粒转化过程。