大气水汽作为降水的前体物质参与水循环过程,其氢氧同位素组成随环境条件的改变发生相应的变化,记录了相应的环境特征,因此可以用来示踪水汽来源,物质输送。同时,大气汞由于较强的挥发性,具有长距离传输的特点,研究大气汞及其沉降对于分析区域大气汞污染现状及汞污染来源,证明区域物质来源、输送也具有重要意义。本文收集了上海地区大气水汽（2020.06～2020.12）、降水样品（2016.008～2020.12）,对其氢氧同位素进行测试,分析了水同位素的时间变化特征,讨论了不同天气过程的大气降水线;利用氘盈余、17O盈余,示踪上海地区不同天气过程的水汽来源。同时收集了上海地区大气气态单质汞（2020.4～2020.11数据）,探讨了上海地区大气汞的时间变化特征,对上海地区大气汞污染以及重要污染事件进行分析。通过研究得出如下结论:1.在不同的天气过程中,大气水汽δD、δ18O和δ17O同位素变化特征基本一致,日变化,季节变化较小。同位素最小值出现在台风过境,秋季强降雨以及冬季冷锋降雨过程,这是由于水汽冷凝过程会使重同位素凝结成降水,水汽中残留同位素较轻,导致水汽同位素在伴随降水的过程中数值偏低。气候尺度上数据显示,厄尔尼诺年相较于拉尼娜年,降水同位素正偏。2.上海地区大气水汽中δ18O与δD相关性较好。大气水汽降水线斜率具有伏旱低,冷锋过境前后低,梅雨,台风,秋季,冷锋过境时高的特征;截距具有伏旱,冷锋过境前后为负,其余采样时段为正的特征。这与上海地区在伏旱天气,冷锋过境前后存在较强的雨滴二次蒸发作用有关。3.水汽同位素d值随不同天气过程呈现显著的变化:具体表现为秋季10月（40.90‰）>冬季冷锋过境后（39.65‰）>秋季9月（30.25‰）>夏季伏旱（28.50‰）>夏季台风（26.04‰）>夏季梅雨（21.99‰）>冬季冷锋过境时（-6.75‰）>冬季冷锋过境前（-10.83‰）的特征。水汽中的d值高于同期的降水,季节变化趋势一致,但季节变化幅度更大。除了台风时期,冬季冷锋过境前与冷锋过境时期,其他采样时间段均表现出d值随着相对湿度的增大,逐渐减小的规律,且这一相关性冬季冷锋过境期最高。这说明上海地区冷锋过境期的大气水汽主要来源于本地蒸发,能够反映出d值与相对湿度的关系。4.夏季梅雨,台风季节,秋季9.10月,上海地区大气水汽同位素中的δ17O与δ18O基本遵循质量分馏效应,夏季伏旱,冬季冷锋过境前。冷锋过境时的斜率比质量分馏线要小,而冬季非冷锋过境后偏大。大气水汽17O盈余最高出现在冬季冷锋过境时,达到了86.17 per meg,最低在冬季冷锋过境后时,为-40.93 per meg。冬季样品的标准差最大,说明研究区冬季的水汽来源复杂。5.监测期间上海大气气态汞平均浓度1.29 ng/m3±0.73 ng/m3,低于北半球背景值,受大气汞污染情况较小。上海地区气态总汞存在日变化规律,在上午08:00～10:00与夜间20:00～24:00出现峰值。原因是夜间的气温和风速低于白天,使得大气边界层维持较低的高度,大气污染物的扩散被抑制,大气中气态总汞在边界层内不断积累。上海地区大气汞污染状况夏季较低,春秋季较高,主要与当地的风向和风速相关。夏季盛行来自黄海或东海海面上洁净的偏东风;春季盛行来自内蒙,河北等地的西北风;秋季盛行来自江西,浙江等地的南风,西南风。影响上海大气汞浓度的主要因素包括2方面:源强度和大气过程。同时一些特殊天气,冬季逆温,天气晴朗,无风或风力较弱的情况,上海地区的大气汞污染可能来自于本地源区人类活动排放的含汞废气。HYSPLIT后向轨迹模型显示,高汞浓度事件和低汞浓度事件相比,其气团来源主要为内陆区,人为活动排放的含汞废气较多,影响更大。