大气环境中的多环芳烃（PAHs）和黑碳污染长期以来受到国内外研究学者的广泛关注。长三角地区人口密集,工业发达,尤其是经济高速发展的上海地区,城市化和工业化进程快,PAHs排放密度高,造成了诸多大气环境问题,同时对人体健康产生极大危害。本研究以上海市作为主要研究区域,基于城市大气环境过程研究视角,进行了长期阶段性的大气颗粒物采样,结合传统的主动采样技术和八级采样仪器,采集了大气不同粒径颗粒物样品,并在采样期间收集了同时期气象参数和大气污染物浓度数据,对上海市采样点大气细颗粒物PM2.5中的16种美国环保署（USEPA）优控PAHs赋存特征进行了观测分析,基于大气源解析模型、后向轨迹分析等技术手段对大气PM2.5中PAHs的贡献来源、空间传输特征以及人体健康效应进行深入探讨。具体取得了以下主要认识:（1）本研究以细颗粒物(PM2.5)为代表,研究了上海大气颗粒物中16种USEPA优控PAHs赋存特征,同时重点分析两个典型污染过程（重雾霾事件和烟花爆竹燃放事件）对上海不同雾霾阶段、不同天气状况下的污染物浓度的内在影响机制,并阐述了气象条件对其影响。重霾期总PAHs平均浓度为10.39 ng/m~3,比雾期（7.80 ng/m~3）高出约1.33倍,7种致癌性PAHs的污染情况在霾期、雾期和清洁期的平均浓度分别为5.94 ng/m~3、4.12 ng/m~3和6.29 ng/m~3。在重霾期,不同环数的PAHs对应的百分比分别为4环（31.1%）＞3环（29.7%）＞5环（24.0%）＞6环（13.7%）＞2环（1.5%）,表明4环PAHs在重污染情况下对雾霾事件贡献最大。在春节期间,上海大气PM2.5中PAHs污染总体平均浓度呈现春节期间（DS）（9.75ng/m~3）＞春节前（BS）（9.16 ng/m~3）＞春节后（AS）（6.32 ng/m~3）的趋势特征,春节阶段高PAHs浓度原因为烟花爆竹的燃放导致PAHs主要来源于对应的烟火燃烧和生物质燃烧。此外,在典型霾期,PAHs浓度和温度以及湿度的相关系数分别为-0.664（p＜0.01）和r=-0.561（p＜0.01）,表明在稳定的大气条件下,较低的气温容易造成重雾霾天气的形成,同时湿沉降对大气污染物存在消除作用。（2）揭示了大气PM2.5中PAHs排放来源的动态变化特征,深入阐释在不同典型污染事件下大气PM2.5中PAHs排放源差异。正定矩阵因子分析模型（PMF）解析结果表明,上海冬季PM2.5中PAHs主要4个来源分别为石油挥发和泄漏源、交通排放源、煤和生物质燃烧源以及炼焦排放源,2016-2019年,对上海冬季PAHs污染影响较大的两个来源分别为交通排放源以及煤和生物质燃烧源,占比最高可达31.6%和33.7%,在政策管控下,近年来工厂污染物排放显著降低,进而导致煤和生物质燃烧源的占比显著下降。在典型雾霾期,交通排放源相较于炼焦源、煤和生物质燃烧源以及石油产品燃烧和挥发源占比最大,贡献率分别为33.2%,32.5%,25.5%和8.9%,与重霾期相比,在清洁期内,交通排放源的贡献显著降低,而煤和生物质燃烧源贡献则略有减少。在春节期间,炼焦排放和燃烧源为主要来源,贡献率为35.40%,由于春节期间工厂停工,因此煤炭燃烧源春节期间急剧下降,而炼焦排放和燃烧源则由11.5%上升至35.4%,主要由于在春节期间,烟花爆竹的燃放会在很大程度上增加燃烧源的贡献率。（3）本研究通过解析上海市冬季大气PM2.5中碳气溶胶赋存特征,揭示上海典型污染事件大气黑碳/元素碳（BC/EC）、有机碳（OC）以及二次气溶胶的污染情况和粒径分布特征。结果表明,在典型霾期,黑碳平均浓度呈现霾期（8.08μg/m~3）＞清洁期（6.67μg/m~3）＞雾期（3.57μg/m~3）的特征趋势。在重霾期,碳气溶胶的污染来源主要为交通污染排放源,除了高强度高密度的车辆污染物排放,较高的OC/EC比值（＞2.5）可能与采样点附近热电厂排放的污染物导致二次有机气溶胶的快速形成有关。在对大气PM2.5中二次气溶胶的研究中发现,OC和EC相关性呈现雾期（r=0.85）＞清洁期（r=0.72）＞霾期（r=0.51）的趋势,表明大气环境中二次有机碳（SOC）生成量随着污染程度的增加而增大,其中霾期大气SOC的平均浓度达到8.08±3.81μg/m~3,其在重雾霾阶段占OC污染浓度的最高比例为52.2%,这可能由于较低的温度以及光化学反应所导致。在春节期间,OC更易富集在细颗粒物中,且呈现双峰分布,粒径在0.43～1.1μm的大气颗粒物中OC的浓度（2.24μg/m~3）分别是春节前和春节后的2.87（0.78μg/m~3）倍和1.33（1.69μg/m~3）倍。（4）结合定性和定量技术探究上海大气PM2.5及其中PAHs和碳气溶胶的吸附解吸关系,揭示污染源空间格局动态变化特征。研究基于拉格朗日混合单粒子轨道模型（HYSPLIT）模型采用后向轨迹聚类法以及潜在源贡献因子分析（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）,定量估算各污染物的外来源空间传输路径及污染源强分布,结果表明,上海冬季大气PM2.5气流轨迹主要来源于西北和正西方向,其中西北方向轨迹占比高达50.34%,正西方向轨迹占比20.08%,且其中27.9%的轨迹PM2.5浓度严重超标,超标的PM2.5平均浓度达101.32μg/m~3。在对典型雾霾期大气PM2.5及其中PAHs和碳气溶胶空间辨识研究发现,重霾期气流轨迹3个聚类方向分别为西北偏西（WNW）、西北方向（NW）和西北偏北方向（NNW）,其中来自江苏、山东西部和河北的轨迹平均PAHs和EC浓度最高（12.8 ng/m~3,9.41μg/m~3）,重雾霾期较高的EC污染浓度可能是由于河北、江苏、山东等地煤炭、生物质和石油燃烧形成的污染物长距离传输所致,而PAHs的污染形成多为本地源,尤其是采样点附近化工厂、热电厂的排放所致。霾期PAHs的高PSCF值显著分布在采样点周围地区,包括江苏省东部、安徽和浙江省北部,表明多环芳烃的污染水平受到了来自长三角工业区污染物迁移传输的影响较大。在春节期间,大气PM2.5及其中PAHs和碳气溶胶污染主要以本地源为主,但浙江、安徽和湖北省等地仍为污染潜在来源地。（5）通过综合评估上海典型污染事件中PAHs健康风险,结果可得,上海典型雾霾期大气PM2.5中PAHs的等效致癌浓度和等效致突变浓度均呈现霾期＞清洁期＞雾期的特点,在重霾期,致癌性PAHs单体的浓度也有显著提升,进而对人体健康产生极大危害。终生致癌风险（ILCRs）模型研究表明,在典型雾霾期,皮肤接触对于人体健康的潜在危害最大,最高可达1.09×10-6,将典型雾霾期不同阶段进行比较可得,PAHs对人体的危害程度呈现霾期＞雾期的特征,且儿童、青少年和成人的总ILCR值均达到10-6数量级,表明多环芳烃的致癌风险处于“潜在风险级别”。在春节期间,成年人皮肤接触、呼吸道摄入和消化道摄入的ILCRs值分别为4.87×10-6,1.66×10-8和6.72×10-8,表明春节期间烟花爆竹的燃放所造成的PAHs污染对人体健康存在潜在危害。