武汉市作为中国中部长江经济带上的超大型城市,伴随经济整体水平提高和城镇化的加快,大气污染状况发生显著变化,尤其现在大气细颗粒物的污染问题日益严重,对生态环境、全球气候、人体健康造成重大冲击,这些影响都与PM2.5浓度及其化学组分密切有关。本文以武汉市大气细颗粒物为研究对象,经过中长期采样后,对采集的大气细颗粒物的质量浓度计算、重金属元素检测以及大数据下分析有机碳、元素碳和臭氧,探讨各化学组分污染特征与PM2.5之间的相关性以及季节变化特点,然后运用PMF模型对重金属元素的来源进行解析,计算各种污染源对细颗粒物污染的贡献率,在以上数据支持下提出具有针对性的大气污染防治措施,更好的改善大气环境质量,具有较强的理论意义和实际价值。主要研究发现如下:2019年武汉市PM2.5浓度变化总体呈现前凸后凹的特征,季节质量浓度由大到小排序为冬季（151 ³）>春季（98 ³）>秋季（58 ³）>夏季（57 ³）。所测重金属元素中Ca、Fe、K、Al、Zn、Mn、Ba、Pb和Cu的季节均值浓度具有鲜明的特色,春冬季的浓度高,夏秋季的浓度低,例如Ca作为建筑尘和道路扬尘的主要成分组分,在3、5月的月均浓度达到最高3798ng/m3和3938ng/m3,而Na、V、和Co等不符合上述季节性规律。数据分析计算得出O₃浓度年均值为111μg/m³,呈现夏秋高,春冬低的特点,具体浓度大小表现为秋季>夏季>春季>冬季,在夏季O₃浓度处于较高水平且变化幅度不大。并且PM2.5日均浓度变化与O₃之间呈明显的负相关关系,存在明显的季节分布特征。2018年的武汉OC、EC的浓度在全年各月的变化趋势基本呈现凹型,夏季OC、EC和TC浓度皆达到最低值,分别为5.4μg/m³、1.4μg/m³和6.8μg/m³。春冬季OC/EC相关性偏大,表明春冬季机动车尾气和燃煤源排放对PM2.5中OC、EC的贡献较大。应用PMF模型对样本中重金属元素源解析,结果显示5种来源类型:包括机动车排放、土壤粉尘、生物质燃烧、金属生产、和化学燃料燃烧。对PM2.5贡献率百分比从大到小排序为生物质燃烧（49.3%）>金属生产（28.7%）>机动车排放（10.0%）>化学燃料燃烧（8.9%）>土壤粉尘（3.0%）,对比近些年源解析结果变化发现,之前占比高的机动车污染源贡献率明显下降,在本研究中贡献量大的金属生产和生物质燃烧成为治理重点。