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为探讨西安市夏季大气颗粒物的物质组成、粒径分布特征、来源和形成机制，本研究于2011年夏季8月在西安交通大学主楼顶连续采集了半个月的MOUDI样品，每三天1套，共计5套样品和1套空白。化学组成分析包括水溶性无机离子、含碳组分(有机碳(OC)和元素碳(EC))以及有机物(多环芳烃(PAHs)、正构烷烃(n-alkanes)、糖类以及生物二次有机气溶胶(BSOA)示踪有机物）,通过粒径分布特征讨论可能的物理化学机制。主要结论如下:
西安市夏季大气TSP中有机碳为13±4.1μg/m3，元素碳4.9±3.0μg/m3。有机碳组分OC1和OC2呈现相似的单模态分布，集中在细粒子;OC3和OC4具有相似的双模态分布，均匀分布在粗细粒子中，表明他们具有相似的物理化学性质。对于元素碳组分，浓度从大到小依次是:EC1，EC2和EC3，且浓度相差很大。EC1分布与总元素碳相似，EC2和EC3呈现双模态分布，且粗模态浓度高于液滴模态(droplet mode)。细粒子PM1.8中Char-EC/Soot-EC均大于TSP中Char-EC/Soot-EC，表明焦炭主要存在于细粒子上。
TSP和PM1.8总水溶性离子浓度分别为96.9±28.6μg/m3和73.4±23.4μg/m3，其中SO42-、NO3-和N H4+是主要成分，分别占TSP和PM1.8中总水溶性离子浓度的42.9±2.6％、23.4±3.2％、11.6±1.3％和41.4±4.9％、21.3±6.1％、14.6±0.7％。 PM1.8中NH4+主要以NH4HSO4的形式存在。从粒径分布上看，Mg2+和Ca+是矿物粉尘中最主要的两种组分，主要存在于粗粒子中，细颗粒物中相对较少，而二次水溶性离子和Na+、NH4+、K+和Cl-主要在细粒子中富集。
一次有机气溶胶中，所测糖类浓度之和为116.6 ng/m3，其中葡萄糖(Gluc)和左旋葡萄糖酐(Levo)是糖类有机物含量最大的组分，分别占总糖的46％和22％，其次是果糖(Fru)和蔗糖(Sucr)，分别为10％和9.5％。左旋葡萄糖酐，作为生物质燃烧的示踪物质呈明显的单峰分布特征(0.56～1.8μm)。夏季，葡萄糖呈现明显的双峰分布特征，粗粒子上葡萄糖主要来源于植物的光合作用等生命活动，而细粒子来源于生物质燃烧。非脱水糖（如果糖、蔗糖）则呈现粗模态分布。对正构烷烃而言，颗粒物粒径＜1.1μm时，植物蜡源和化石燃料源相当，然而当颗粒物粒径＞1.1μm时，植物蜡源的贡献比化石燃料源的贡献显著，说明粗粒子上正构烷烃主要是自然来源，碳优势指数(CPI)也表明粗颗粒上正构烷烃主要是来源于植物蜡的排放。
西安市夏季多环芳烃(PAHs)总浓度为62.3±6.3 ng/m3，含量最高的为苯并(b/k)荧葸，荧蒽及菲的贡献相对较小，5、6环多环芳烃的总量为48.0±5.6 ng/m3，高于3、4环的总量(9.3±1.9 ng/m3)。由于粗颗粒物较细颗粒物更易沉降清除，因而灰霾期细颗粒物内多环芳烃积累高于粗颗粒在TSP中所占比例。同时，灰霾时积聚态颗粒物的粒径较非灰霾时略向大粒径方向偏移，这表明了灰霾时积聚态颗粒凝并增长效应较非灰霾期显著。高环数PAHs几乎完全分布于积聚态颗粒物段;而低环数PAHs易于通过挥发凝结作用分布于粗颗粒段。
对于生物二次有机气溶胶，异戊二烯氧化产物主要有2-甲基甘油酸、C5-烯三醇、2-甲基苏糖醇和2-甲基赤藓糖醇，浓度分别为7.6±3.8 ng/m3、9.5±7.5 ng/m3、16±9.3 ng/m3和38±26 ng/m3，占有机碳(OC)比例相应为0.13％、0.16％、0.26％、0.62％。单萜烯类氧化产物，如顺蒎酸，3-羟基-戊二酸，蒎酮酸和3-甲基-1，2，3-丁三酸，氧化产物总浓度范围为6.6～38 ng/m3，平均为22 ng/m3。异戊二烯氧化产物2-甲基赤鲜醇和2-甲基苏糖醇呈双模态分布，在0.97μm和2.8μm范围内分别有一大峰和一小峰，而C5-烯三醇只出现在细模态。对单萜烯而言，顺蒎酸作为单萜烯气相臭氧氧化的初级产物，生成后主要通过吸附转移到已存在的细颗粒物上，因而呈现单模态分布特征。而酸催化生成的3-羟基戊二酸和3-甲基-1，2，3-丁三酸绝大部分存在于呈酸性的细颗粒物。