大气气溶胶对环境污染、气候变化以及人体健康有着重要的影响,大气溶胶的采集和分析是当前大气环境研究领域中的一个重要的课题。基于颗粒物惯性冲击原理的采样器是目前广泛使用的气溶胶采样装置,本文论证的新型多级冲击采样器是具有自主知识产权的、实现按照大气溶胶颗粒粒径大小进行分离的气溶胶颗粒物采样器,即完成38~10、10~5.0、5.0~2.5、2.5~1.0、1.0~0.5、0.5~0.25、0.25~0.1μm七级不同粒径范围颗粒物的同时分离采集,并且能够提供足量的、大致均匀的平面颗粒物样品以进行后续的物理分析和化学分析。论文的主要内容围绕新型多级冲击采样器的性能验证和大气溶胶颗粒的采集分析展开。在简单阐述了大气溶胶的基本概念、危害、研究的发展趋势及空气动力学相关知识的基础上,讨论了新型多级冲击采样器的工作原理、结构组成和及其各级喷嘴的计算设计方法。参照国际和国内的相关冲击采样器的性能技术指标要求,利用均匀、单分散相的1.5～17μm空气动力学标准粒子,对新型多级冲击采样器的性能指标进行了实验验证,同时与Andersen公司的八级冲击采样器进行了气溶胶采集的质量对比实验,结果表明新型多级冲击采样器能够较好地实现对大气溶胶颗粒按粒径大小等级分离的采集要求。根据国家863项目的要求,分别在重庆、宁波和北京三个城市统一采用两套流量为10 l /min的新型多级冲击采样器进行气溶胶的采集。通过气溶胶颗粒质量、数量浓度的分析计算,并结合国家环境部门给出的该地区该段时间内的空气污染指数进行了比较和分析,给出了三地气溶胶颗粒的大致分布情况。利用SEM和电子能谱仪对重庆、宁波和北京三个地区气溶胶颗粒的化学成分进行分析研究,指出了三个地区大气溶胶颗粒的区域性差别。并尝试用高灵敏度的表面分析仪器TOF—SIMS对部分样品进行了形貌分析、表面正负离子谱分析及深度剖面分析,给出了大气溶胶颗粒物的无机和有机组分分析,为深入研究大气溶胶提供了较为可靠的依据。