乌鲁木齐市是中国乃至世界上大气污染最严重的城市之一，在采暖期污染情况更为严重。本研究从实验观测入手，分析了乌鲁木齐地区PM10和PM2.5中重金属成分的时空变化特征和来源，以期为提出合理的防治措施提供科学依据。 利用PM2.5，PM10便携式采样器采集了乌鲁木齐市五个功能区大气PM10和PM2.5样品。结果表明，整个采样期间乌鲁木齐大气PM10和PM2.5有明显的年变化，季节差异极显著，总体趋势是：冬季>秋季>春季>夏季。卡子湾水泥厂区污染最严重，整个采样期间PM10和PM2.5质量浓度全部超标。其余采样点有不同程度PM10和PM2.5污染，但秋、冬采暖期污染程度远高于夏、春非采暖期。PM10、PM2.5的变化趋势与SO2的相关性极显著，表明PM10和PM2.5明显受采暖影响。 采用石墨炉原子吸收光谱仪检测了PM10和PM2.5样品中Cd、Cu、Ni、Pb、Mn五种元素含量。结果表明：乌鲁木齐市大气颗粒物中重金属更易分布在粒径较小的PM2.5中。大气PM10和PM2.5中重金属含量均值在不同季节有较大的差异性，其中Pb、Cu、Cd、Mn四种元素在采暖期的浓度均值高于非采暖期，而Ni在非采暖期的浓度均值高于采暖期。卡子湾水泥厂是PM10、PM2.5中重金属Pb、Cd、Mn浓度平均值最大的地区。新疆农业大学生活区PM10中重金属的Cu、Ni浓度平均值较大，该地区也是PM2.5中Cu的质量浓度平均值最大的地区；友好路是PM2.5中Ni质量浓度平均值最大的地区。 大气PM10、PM2.5中重金属Pb、Ni、Cu、Cd四种重金属富集因子多数大于10，其来源与人类活动有关，主要是工业燃煤、采暖期供热取暖排放的颗粒物、金属冶炼，机械制造、交通运输等，但亦有来自地壳物质(如土壤扬尘)。Mn的富集因子均小于10，说明Mn主要来源于地壳物质。