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大气气溶胶通过影响大气辐射、大气化学及成云和降水过程,改变地-气系统内部的辐射能量收支和水循环,对全球气候变化和人类健康都产生巨大影响。大气气溶胶通过提大气化学的反应平台促进痕量气体的气-粒转化过程并叠加大量二次污染气溶胶而使大气污染复杂化。在自然大气环境中,由于气溶胶来源不同和混合状态的复杂性,人们对大气颗粒物的理化性质、来源和形成机制的分析研究颇具难度。本论文利用在线离子色谱(MARGA)对PM2.5气溶胶中可溶性无机离子进行了为期一年的实时监测,对水溶性组分的化学组成、浓度水平、季节及日变化规律进行了系统的研究；结合气象条件,分析研究了灰霾的形成及其污染气溶胶的演化规律,探讨气溶胶与气体的相互作用机制；并讨论生物质燃烧、沙尘等特定污染时期气溶胶的特性及其对灰霾形成的影响。本研究主要取得以下几个方面的成果：1、采样期间大气颗粒污染总体春冬季节要大于夏秋季节,总水溶性无机离子(TWSI)浓度表现为相似的季节变化规律,其中每种离子表现明显的季节和日变化规律。SO42-、NO3-和NH4+是上海大气颗粒PM2.5中主要的水溶性离子,三者浓度总和占到TWSI的87.78%(春季)、87.90%(夏季)、84.13%(秋季)和76.89%(冬季)。同时三者表现相同的日变化趋势,说明它们在大气中的形成机制可能相似,主要是SO2和N为O2发生氧化反应形成的二次污染物,即SO2和NO2经过化学和光化学反应分别生成H2SO4和HNO3气体,当城市中颗粒物浓度较高时,它们会在颗粒物表面吸附、凝结进而转化成SO42-和N03-。2、上海灰霾的形成受当地排放和污染气体和气溶胶影响,污染气体通过气-粒转化形成二次气溶胶,即二次污染导致灰霾的形成。上海夏季容易受到生物质燃烧等特殊事件的影响,使大气能见度下降从而引发灰霾的发生,由生物质燃烧排放传输到上海的含K颗粒物主要以KC1形式存在,它与本地排放的气体相遇后发生交叉相互作用,形成复合污染,导致灰霾污染的发生。在复合污染期间大气中二次气溶胶的形成转化机制更为复杂,颗粒物的混合状态更加多样化和不可预测。3、春季上海容易受到北方沙尘传输特殊事件的影响,导致大气能见度下降而引发灰霾污染,另外由于沙尘颗粒物碱性很强,其表面可吸附大量当地排放的酸性气体如NOx等,从而发生非均相反应,促进含S和N物种的气-粒转化,更进一步诱发上海本地的复合污染。