大气颗粒物污染是国内外环境工作者和全世界人民共同关注的一项重点话题,世界各地陆续建立了大气颗粒物监测站以观察监测大气质量。北京市作为中国的首都,面临着沙尘暴和雾霾两大大气污染问题的困扰。确定沙尘和雾霾天气的污染物危害及其来源,从源头上进行污染物控制工作具有重要意义。本文分别以北京市人口密集区域的北二环、北三环到北六环、顺义、密云一线和北京市郊区的密云水库及其北方铁矿区为研究区域,对密云水库周边地区的大气颗粒物和北二环至密云一线的PM2.5样品进行针对性的分析研究,以确定沙尘和雾霾天气中主要污染物质的来源及其危害。使用透射电镜、X-射线衍射和电感耦合等离子质谱仪三种实验手段,对密云水库周边地区大气颗粒物样品的微观形貌、矿物构成和重金属元素浓度进行了分析,发现北京市密云水库地区存在着较为严重的大气颗粒物重金属污染问题,尤其是Zn和Pb的污染较为严重。推断出密云水库周边地区的大气干沉降中重金属污染物的主要来源为采样点周边地区,包括自然源和人为源两种,其中人为源主要为交通运输和铁矿开采。季节差异明显,冬季时期相较于夏季时期,由于西北季风的影响,来自西北部的大气干沉降额外增加,相应的各重金属元素的浓度有所增加。分析了密云水库地区的稀土元素的总量和分布特征,发现本地区不存在在明显的稀土元素污染。其中,冬季时期的稀土元素浓度大于夏季时期。稀土元素的来源为本地土壤,但其总量和分布特征受到人类活动和生物活动的影响。通过对北京市北二环至密云一线大气PM2.5中的有机污染物进行浓度和同位素示踪分析,得到北京市冬季雾霾频发时期的大气PM2.5中有机物的主要来源为机动车尾气、煤炭燃烧和生物质燃烧。雾霾天气和非雾霾天气时的大气PM2.5中有机物的来源相同,但贡献率不同:非雾霾天气时主要来源为机动车尾气;雾霾天气时煤炭燃烧和生物质燃烧的比例上升,成为主要污染源之一。推断了采样区域雾霾的形成原因,以期为北京市雾霾的控制和治理工作提供理论和数据依据。分析评估了大气污染物对环境和人类健康的影响。其中,大气干沉降对土壤的潜在危害最大的是Zn元素,其次为Cd和Pb元索,其余元素对土壤的潜在危害不明显。大气干沉降对水体的影响主要体现在河水悬浮物上,大气干沉降与河流悬浮物中重金属呈现出明显的正相关关系。大气干沉降对人体的非致癌风险并不明显,但致癌风险的计算值超过最大可接受范围,且儿童的健康风险指数超过成人。大气PM2.5中的多环芳烃对人体的超额致癌风险在最大可接受范围内,但成人在雾霾时期的致癌风险值达到了最大可接受范围的临界值,应引起关注。