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大气气溶胶对生态环境、气候以及人类健康都具有深远的影响。气溶胶的环境效应极大程度上取决于其物理化学性质，特别是粒径分布、化学成分、混合状态等。大气气溶胶的化学组分复杂，包括有机物(OC和EC)和无机物，其中无机组分中重金属成分占颗粒物浓度的2％左右。大气中重金属对人体健康具有极大危害并且会对环境造成不利影响。研究大气中重金属的来源，对于有效治理和控制大气重金属污染具有重要作用。广州作为珠江三角洲的中心城市，改革开放以来随着城市化和工业化迅猛发展，导致大气气溶胶中重金属浓度偏高。单个重金属颗粒物的大小、形态和化学成分是控制其生物可利用性和毒性的关键参数，因此表征重金属颗粒物的这些物理化学性质对于评估重金属对人体健康和生态环境的危害具有重要作用。 本研究运用单颗粒气溶胶质谱仪表征了广州市大气中不同季节含重金属颗粒物(Pb、Fe、Zn、V)的类型、化学成分、混合状态和来源等污染特征并探讨了Pb-rich、Fe-rich和V-rich中二次气溶胶的形成，具体的工作及相关的研究结果主要包括以下几个方面: 1)广州市大气含铅颗粒分为K-Pb、EC-Pb、Pb-rich、Metal-Pb和Dust-Pb五种类型，主要来源是燃煤、钢铁和金属冶炼厂以及沙尘。不同类别颗粒物与二次气溶胶的混合状态不同: Pb-rich和Dust-Pb主要与硝酸盐混合，而其余三类与硫酸盐和硝酸盐均有混合。四个季节中含铅颗粒都是K-Pb占比最大(超过50％)，其次是Pb-rich（约15％）和Metal-Pb(5％-10％)。采样期间发生过一次含铅颗粒的污染事件（日均占比最高达14％），主要是受来自广州北部和东北部的钢铁和金属冶炼厂排放的铅颗粒影响。 2)广州市大气含铁颗粒分为K-Fe、Fe-rich、Metal-Fe、Dust-Fe、EC-Fe和OC-Fe，主要来源是化石燃料燃烧、粉煤灰、钢铁冶炼厂以及金属冶炼厂等工业排放和沙尘。含铁颗粒物的主要来源地区为本地来源。其在四个季度中，含铁颗粒数中占比最大的类别都是K-Fe（40％左右），其次是Fe-rich(20％左右)。二次气溶胶硝酸盐在所有含铁颗粒类型中都占很大的比重。其中占比达25％的Fe-rich颗粒经人类活动排放进入大气后（主要是钢铁冶炼厂和燃煤燃烧），经大气过程酸化（形成硝酸盐和硫酸盐）。 3)广州市大气含锌颗粒分为K-Zn、Zn-rich、Metal-Zn、OC-Zn、EC-Zn和Dust-Zn，主要来源是化石燃料燃烧（尤其是燃煤燃烧）、金属冶炼厂（包括铅锌冶炼厂和其他金属冶炼厂）、生物质燃烧和轮胎磨损。含锌颗粒物的主要来源地区为本地来源和北方的邻省江西、湖南和福建等地。含锌颗粒在不同季节中具有明显的变化特征。夏季占比最大的类别是K-Zn(～40％)，秋季占比最大的是OC-Zn(～30％)，春季占比最大的是EC-Zn(～55％)以及冬季占比最大的是OC-Zn。二次气溶胶硝酸盐在所有含锌颗粒类型中都占很大的比重，其形成机制是大气中的气态硝酸与颗粒物中的氯化物发生非均相的取代反应。 4)广州市大气含钒颗粒分为五大类:V-rich、K-V、EC-V、Metal-V和OC-V。其主要来源为船舶尾气，还有部分含钒颗粒源于燃煤、交通运输、工业活动等。含钒颗粒在不同季节中具有明显的季节变化特征。各个季节中占比最大的含钒颗粒类比和占比不同:秋季和春季占比最大的颗粒物类别为EC-V(～40％)，夏季占比最大的类别是V-rich(～40％)，而冬季占比最大的是OC-V(～40％)。二次气溶胶硝酸盐和硫酸盐在所有含钒颗粒类型中都占很大的比重。 5)大气中的湿度对Pb-rich、Fe-rich和V-rich中硝酸盐的形成具有促进作用。二氧化氮与V-rich具有正相关，其与Pb-rich和Fe-rich只在80μg/m3以下存在正相关。Fe-rich中的硝酸盐和硫酸盐可能通过不同的形成机制形成。V-rich颗粒中的硫酸盐则极有可能是在排放过程中所形成。