PM1是PM2.5的重要组成部分,是影响人体健康和空气能见度的重要污染物。重金属是PM1中重要的有毒化学成分,但由于对PM1中重金属的监测工作较为复杂,难以进行实时监测和预报,采用简便、快捷的环境磁学测试方法对PM1中重金属污染进行诊断具有重要现实意义。本文在南京大学仙林校区进行为期一年的PM1样品采集。测试了 PM1样品中重金属:As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Ti、Tl 和 V 的浓度,测试和计算磁学参数:饱和等温剩磁SIRM、低频磁化率χlf、非磁滞剩磁χARM、硬剩磁 HIRM、软剩磁 SOFT、S-ratio、χARM/χlf、χARM/SIRM 和 SIRM/χlf。分析了PM1中重金属污染特征和来源,以及重金属和磁学参数的时间变化趋势。对大气颗粒物PM1中重金属进行了健康风险评估。以PM1浓度、气象数据、污染物数据和磁学参数作为输入因子,利用线性（多元线性回归模型）和非线性（人工神经网络和支持向量机）数学方法构建了 9种PM1中重金属评估模型,对比分析模型模拟效果,筛选出最优模型,精简输入参数,构建PM2中重金属磁学快速评估模型。主要研究结果如下:（1）南京市仙林地区PMi中重金属含量较高的元素有Fe、Pb、Ti、Cu、Mn 等,而 As、Cd、Tl、Co 的含量较低;除了 Cr、Ni、Ti、V之外,其它重金属的浓度季节分布为冬季＞春季＞秋季＞夏季。（2）富集因子分析的结果显示,Co、Fe、Mn和V主要受自然因素影响,As、Cr、Ni、Cd、Cu、Pb和Tl主要受人为因素影响;相关性分析、聚类分析和主成分分析的结果表明,Pb、Tl、Cu、As和Cd主要来自于燃料燃烧、有色金属工业、汽车尾气、汽车轮胎摩擦、垃圾焚烧等;Cr、Ni、Co、Mn和V主要来自于金属冶炼、工业冶炼、燃煤燃油等人为来源和岩石风化;Fe和Ti主要来自于土壤风化等自然过程和钢铁冶炼、工业磨损。（3）健康风险评价结果显示,成人和儿童的非致癌风险和致癌风险都处于安全范围内;As在PM1中的重金属元素浓度较低,但是其非致癌风险相对较高;成人的致癌风险均大于儿童。（4）通过扫描电镜观测到PM1表面富含较多高铁含量的颗粒物;PM1中的铁磁性矿物、不完全反铁磁性矿物和亚铁磁性矿物含量冬夏高春秋低;夏秋季PM1中细粒稳定单畴颗粒物较多,春冬季多畴颗粒物或粗粒的假单畴颗粒物较多;秋冬季PM1中顺磁性矿物更多。（5）除了湿度、SIRM、χlf、HIRM、SOFT、S-ratio、SIRM/χlf之外,大部分重金属与输入因子之间显著相关;当输入因子相同时,ANN模型的模拟效果要优于MLR模型和SVM模型;9种模型对Tl、Pb、Mn和As的模拟效果较好,大部分模型训练和验证相关性系数均大于0.8,部分模型达到了 0.9,对V的模拟结果最差,大部分模型训练和验证相关性系数均小于0.6;对比9种模型,以PM1浓度、气象数据、污染物数据、磁学参数作为输入因子且采用ANN模型时,PM1中重金属的模拟效果最好。（6）通过筛选,利用ANN模型,以PM1浓度、温度、磁学参数xARM和SIRM、SO2浓度共5个参数作为模型的输入因子构建的快速模型,能对PM1中重金属进行较好模拟。本文的研究结果可以为城市大气颗粒物重金属污染监测和风险防控提供参考。