含碳气溶胶是大气颗粒物中的重要组成部分。建立详细的中国含碳气溶胶排放清单并对中国近年来多地的观测进行分析,在全国尺度评估含碳气溶胶的排放来源、污染水平、时空分布和变化规律,对认识污染特征和制定相应控制对策具有重要意义。本研究通过更新后的排放因子库以及包含所有人为源的详细的部门分类,建立了中国含碳气溶胶2000-2012年的排放清单,并调研2000-2012年中国有关含碳气溶胶观测的文献,从排放与观测的角度综合分析含碳气溶胶的时空分布,并利用观测对排放清单进行验证。研究结果表明,由于经济以及能源消耗的快速增长,中国含碳气溶胶的年排放量从2000年到2012年逐渐上升,有机碳(Organic Carbon,OC)和元素碳(Elemental Carbon,EC)的年排放量在此期间分别增长29%和37%。其中,民用部门是含碳气溶胶排放贡献最大的部门,分别占OC和EC排放总量的76%和52%。地面观测数据分析结果表明,中国含碳气溶胶浓度呈现北方和内陆城市高,南方和沿海城市浓度低的分布特征。同时,城市、农村和边远站点呈现明显的浓度梯度,表明人类活动对含碳气溶胶浓度具有显著影响。城市站点,尤其是在北方城市,人为源是大气中OC的主要来源,而乡村和偏远地区由于生物燃料的燃烧、植被VOC的排放以及气溶胶老化等,二次有机碳(Secondary Organic Carbon,SOC)对OC贡献增大。尽管碳气溶胶组成(OC、EC和SOC)呈现明显差异,但SOC/OC比值,特别是乡村站点,季节变化并不明显,表明夏季大气氧化速度高于其他季节。在2000-2010年期间,OC和EC排放量逐年增加,但观测显示大气中OC和EC的浓度并没有显著的增长,该差异可能是由于未考虑排放因子尤其是民用部门技术提高导致的排放因子的年际变化;含碳气溶胶测量方法以及不同地区气象条件的差异也可能是导致观测与清单长时间变化趋势不同的原因。通过观测和清单(OC/EC)pri的比较可以发现本清单计算的结果与观测更为接近。但对于某些农业发达地区,本清单有可能低估了某些高OC/EC比值的源如生物质燃烧的排放量。在对全国尺度含碳气溶胶污染特征的分析和排放评估的基础上,对我国经济发达、污染较为严重的典型城市-南京进行含碳气溶胶连续观测,获取长期高时间分辨率的含碳气溶胶浓度观测数据,进而对典型时段污染特征变化规律和污染物传输机制进行分析。城市尺度的研究表明,采样及测试方法的不同对含碳气溶胶的浓度数值存在较大影响,热法EC值显著高于光法,但两者具有很好的相关性,都能反映大气中含碳气溶胶浓度的时间变化。受监测方法以及交通源影响,本地测试的OC/EC比值显著低于大多数国内其它城市结果。时间序列分析表明含碳气溶胶浓度呈现明显的季节变化特征,例如,冬季TC浓度约为夏季的2倍。冬季含碳气溶胶较高的浓度与排放源以及风速等气象条件有关。受人为活动以及混合层高度等影响,夜间含碳气溶胶浓度高于白天。除夏季OC外,其余季节OC和EC都具有明显的早高峰,而晚高峰并不明显。OC/EC比值日变化以及含碳气溶胶与其他气态污染物的相关性表明交通源是本地含碳气溶胶的一个重要来源。SOC对OC的贡献并不明显,年平均值为28%。夏季SOC的贡献显著高于其他季节,约为43%。生物质燃烧等会对OC和EC的相关性产生影响,并可能导致高估SOC对OC的贡献。对典型时段的分析表明,人为活动以及污染控制措施对含碳气溶胶的浓度均具有重要影响。秸秆焚烧期间,生物质开放燃烧对OC总排放量的贡献达到49.2%;而2013年亚青会期间(8月16-24日)由于管控措施的推行,OC和EC浓度相对于8月其余阶段分别下降21%和10%。高颗粒物浓度下OC/EC上升说明SOC的生成对重污染天气形成具有重要贡献。