随着国民经济的发展和城市化进程的推进，我国的大气环境问题日益凸显。灰霾天气频繁发生，大气细颗粒物（PM2.5）污染变得越来越严重，PM2.5现已成为我国大部分大中城市的首要大气污染物。郑州是中部的核心城市，为中国PM2.5严重污染城市之一。开展郑州市细颗粒物污染特征及其源解析研究，为郑州市空气质量改善提供科技支撑，为地方政府污染控制决策提供科学依据。　　本课题于2011年至2013年在郑州采集大气PM2.5样品，并对其水溶性无机离子、无机元素、有机碳（OC）、元素碳（EC）和多环芳烃（PAHs）组分进行检测，了解郑州市PM2.5及其组分的污染水平及各组分对PM2.5质量浓度的贡献，分析季节和年际变化性，健康及环境影响等。利用美国IMPROVE（the Interagency Monitoring of Protected Visual Environments）项目经验公式，推估PM2.5中各组分对大气消光的贡献率，找出对能见度影响最大的物种。同时，对PM2.5中的二次组分进行了估算，考察了二次组分对PM2.5质量浓度及大气消光的贡献率。本研究还使用PMF源解析模型对郑州市PM2.5进行了来源解析。对2011–2013年冬季持续重污染事件期间PM2.5及其组分污染特性进行了分析，探讨重污染事件的不同成因；并利用HYSPLIT（ Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory）后向轨迹模型，分析了可能的气团影响。　　2011–2013年PM2.5的年平均浓度分别为186、182和218μg/m3，为中国环境空气质量标准中年平均值（35μg/m3）5–6倍。表明，郑州的PM2.5污染很严重。　　在各组分对PM2.5的贡献方面，从2011–2013各年的年平均数据来看，有机物（OM）在 PM2.5中的占比最大，贡献率为18–26％，接下来依次为：SO42–（14–19%）、NO3–（10–11%）、NH4+（8–9%）和EC（3%）。从2011年到2013年，OM的贡献率增长了8%，SO42–的贡献率增长了3%，表明有机组分和硫酸盐前体物排放的增加。因此，尤其需要采取措施减少有机物的排放，防止有机物污染的加剧。NO3–/SO42–质量浓度比值在0.3–1.1之间，表明固定源排放仍然是郑州市细颗粒物重要的排放源。秋季和冬季明显的SOC富集，很可能是因为生物质燃烧和冬季增加的燃煤排放。　　二次物种的研究表明二次组分在总的PM2.5质量和能见度恶化影响方面都起到重要的作用。二次无机组分（SO42–+NO3–+NH4+）在总的PM2.5质量中占了33–45%，二次有机物SOM的占比为4–21%。二次气溶胶（(NH4)2SO4+NH4NO3+SOM）在总的消光贡献中占了80%。(NH4)2SO4和 NH4NO3是郑州市能见度恶化的主要影响因素。为了达到PM2.5污染控制目标，需要采取措施控制NOx、SO2、NH3和VOCs的排放。通过使用PMF源解析模型对郑州市的PM2.5进行了来源解析，得出郑州市主要污染源及其对大气PM2.5质量浓度的贡献率依次为：燃煤（29%）；机动车（26%）；扬尘（21％）；二次气溶胶（17%）和生物质燃烧（4%）。　　2011到2013年PAHs研究结果表明，16PAHs质量浓度的范围为7–961 ng/m3（3年平均值:174 ng/m3）。季节变化趋势为冬季>秋季>春季>夏季。16种PAHs中，BbF、Chry、Flt、BkF、BaA、Pyr和 Ind是含量最丰富的物种，占总PAHs的58–82%（平均为73%），反映了燃煤和机动车尾气的影响。16PAHs/PM2.5的比值随着季节和PM2.5的浓度的变化而变化。研究区域BaP的浓度为9.4 ng/m3（3年平均值），超过了中国空气BaP年平均标准值（1.0 ng/m3）。计算的16种PAHs的毒性当量浓度∑16PAHTEQ季节平均浓度变化范围为：4~43 ng/m3，三年平均值为22、19和28 ng/m3，这些数值表明研究区域存在严重的健康隐患。16种 PAHs的诊断比值法和正矩阵因子分解模型（PMF）解析结果显示 PM2.5中PAHs主要来自于燃煤，机动车，炼焦厂排放和生物质燃烧。　　本研究分析了2011–2013年冬季三次PM2.5持续重污染事件。通过对比分析三次重污染事件期间与非事件时期PM2.5和各主要组分的质量浓度以及各组分的占比情况，可以得知，重污染事件期间PM2.5的质量浓度平均值高达453μg/m3，远高于非事件日期间PM2.5的质量浓度（180μg/m3）。在三次重污染事件期间OC、EC、SO42–、NO3–和 NH4+的质量浓度平均值均大于非污染事件时期这些组分质量浓度值。重污染事件期间各组分在PM2.5中的比重发生变化，推测可能跟污染事件期间本地排放和区域传输带来的污染物（或前体物）的种类不同有关。16PAHs/PM2.5的比值随着PM2.5质量浓度的增加而减小。事件日∑16PAHs/PM2.5的比值要低于非事件日∑16PAHs/PM2.5比值,可能的原因为 PAHs的增长(以 ng水平)远滞后于 PM2.5的增长(以μg水平)。气团轨迹分析表明，重污染期间污染的累积和缓解都受到不同区域气团的影响。