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近年来，我国以灰霾为代表的区域性大气复合污染问题日益突出，大气细颗粒物(PM2.5)已经成为我国大多数城市大气污染的首要污染物。PM2.5质量浓度的准确、快速在线监测是我国大气环境科学研究和业务监测所面临的急迫需求。 针对振荡天平、β射线法测量PM2.5质量浓度的时间分辨率较低，以及光散射法测量精度较低等问题，研究了基于光散射和飞行时间的PM2.5质量浓度准确、快速测量方法、关键技术和质量浓度反演算法。同时，针对北京大气颗粒物区域污染特征，分析北京潜在源区季节变化特征，为北京大气颗粒物污染防控措施的制定提供数据参考。具体工作包括: 1、提出结合光散射法和飞行时间的PM2.5质量浓度测量方案，可有效避免颗粒物折射率、形状等因素对测量结果的影响。研制了PM2.5连续自动监测仪样机，并在北京、广州、上海、重庆、兰州和哈尔滨六个城市与手工采样法开展了为期一年的对比测试实验，结果表明结合光散射法和飞行时间的PM2.5质量浓度测量结果与手工采样法测量结果的相关系数大于0.72，验证了光散射PM2.5监测仪测量结果的准确性和系统的可靠性，该方法适合不同季节、地域大气颗粒物的快速监测。 2、完成光散射法PM2.5监测关键技术和反演算法研究。在样机研制过程中，开发大气颗粒物采样除湿器，将样气的相对湿度控制在20％以内，满足PM2.5质量浓度监测需求。优化射流加速喷口尺寸参数，提高粒子飞行时间分辨率，实现各种大小粒子无“畸变”地采集，并减少粒子在管壁口的沉积损失。结合ECL计数器和TTL计数器的优点，设计用于测量粒子飞行时间的ECL-TTL高速混合计数器，可以实现大气颗粒物飞行时间高精度、宽量程的测量要求（2ns物理分辨率，满量程4096ns）。针对密度反演PM2.5算法存在反演结果偏低的问题，提出逐步回归模型反演PM2.5质量浓度的算法，反演结果与振荡天平法测量数据的相关系数达0.80。 3、结合后向轨迹聚类、PSCF和CWT分析方法，分析了北京PM2.5和PM10的输送通道以及潜在源区的季节变化特征。结果表明，夏秋季，北京主要受到偏南方向近地面气团的影响，主要潜在源区位于北京偏南方向的河北中南部、山东西北部等地区;冬春季，北京除了受偏南方向近地面气团的影响外，还受到偏北方向的高空气团影响，主要潜在源区位于北京偏南地区的河北中南部、山东西北部等地区和西北方向的山西东北部、内蒙古中部等地区。