大气污染是影响全球环境健康的主要问题,不仅影响城市生态环境,还对人体健康造成危害。近年来,全国空气质量逐渐改善,西安市PM2.5年均浓度虽有降低,但仍超过国家标准;受各种因素制约,清洁能源推广难度大,以煤炭为主要能源的局面短期难以改变,复合型污染特征愈加明显。因此,本研究于2018年11月-2019年2月在秦岭北麓西安段长安区陕西师范大学采集PM2.5样品,通过分析采样期内与不同环境空气质量等级PM2.5与各化学组分污染特征,进一步使用主成分分析（PCA）对化学组分进行了可能来源分析,并探讨气象因素对各污染物含量的影响,最后运用美国EPA健康风险暴露模型评估重金属对不同性别和年龄人群的潜在健康风险。主要研究结论如下:（1）采样期间PM2.5浓度范围介于15.88～260.91μg·m-3,平均质量浓度112.88±63.68μg·m-3。水溶性离子污染水平为NO3->SO42->NH4+>Na+>Ca2+>Cl->K+>Mg2+,SNA是水溶性离子的重要组成成分,NH4NO3、（NH4）2SO4是SNA的主要赋存形态;NO3-/SO42-的比值大于1,移动源对PM25影响较大;CE/AE大于1,PM25整体呈碱性。OC的平均浓度为26.59±12.00μg·m-3,EC的平均浓度为5.25±3.22 μg·m-3,OC/EC 的平均值为 5.74,SOC 浓度均值为 9.62±5.01μg m-3,占OC 比例均值为40%。重金属污染水平为Zn>Mn>Pb>Cu>Cr>As>Ni>Co>V;V、Mn主要受自然源的影响,Ni、Co、Cr、Cu可能来自于自然源和人为源的共同作用;Zn、Pb、As主要受人为源的影响。（2）PM2.5浓度及各化学组分基本随着空气质量等级上升呈增加趋势,Cl-、N03-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、OC、EC、Cu、Zn、As、Pb 含量逐渐增大,其中NO3-、SO42-、Na+、NH4+、OC、Zn、As、Pb与PM2.5的相关性最为显著,均达0.85以上。二次无机离子SNA随污染等级恶化而增加,且在严重污染时增幅剧烈（1.4～1.7倍）,PM2.5样品随着污染等级恶化酸性逐渐增强。（3）5个重度以上污染阶段,含量最高的水溶性离子均为NO3-、SO42-、NH4+,含量最丰富的重金属元素均为Zn、Mn、Pb;NO3-、NH4+、Cr与PM2.5之间呈显著正相关,OC、EC虽与PM2.5变化趋势相同,但与PM2.5之间相关性不明显。（4）主成分分析表明,PM2.5来源主要为机动车尾气排放及制动摩擦、生物质燃烧及二次污染源、燃煤燃烧、冶炼和铸造行业等工业排放、风飏粉尘。（5）PM2.5及各组分与气象因子相关性分析结果显示,Cl-、NO3-、NH4+、K+、OC、EC、Cu、Zn与风速之间存在明显的负相关关系,PM25、Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Mg2+、OC、EC、Pb 与气温之间呈显著负相关,仅 NO3-、SO42-、Na+、NH4+与湿度之间呈正相关关系,PM2.5、NO3-、K+、OC、EC、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As与气压之间呈负相关。偏相关性分析发现,在一定污染源强度下,温度和气压是影响PM2.5、Cl-、K+、OC、EC、Cu、Zn、As、Pb浓度变化的主要气象因子,此外,温度是制约NO3-、SO42-、NH4+、Mg2+最为显著的气象因素。相对湿度和风速在将其他气象因素设置为控制因素时与各化学成分浓度间的相关关系不明显。（6）健康风险分析结果表明:儿童非致癌风险高于成人,Mn元素对儿童具有较大非致癌风险;成年男性致癌风险高于成年女性,Cr、As、Co风险值高于一般可接受水平,具有潜在致癌风险。