大气颗粒物及其携载的重金属污染逐渐受到政府和公众的重视。株洲市是我国的老工业基地，产业结构的偏重带来了严重的环境问题，工业区企业排放的废气影响整个长株潭地区的环境质量。本论文以株洲市清水塘工业区为研究区域，分别于2011～2012年在工业区上下风向两个采样点（八中和十二中）采集了冬、夏两个季节的大气颗粒物样品，研究了大气颗粒物浓度的季节分布特征、大气颗粒物中重金属(Zn、Pb、Cd、Cu)的季节分布特征和形态分布特征，探索了大气颗粒物中重金属在模拟酸雨中的溶出、形态转化规律，为株洲市大气重金属污染治理提供科学的依据。本论文主要取得以下研究结果:　　(1)株洲市大气颗粒物的浓度呈现冬高夏低的特点，夏季颗粒物中PM2.5所占的比重大于冬季。冬季八中颗粒物的浓度高于十二中，而夏季相反，这与株洲市冬、夏季不同的主导风向有关。PM10、PM2.5中重金属浓度的日变化特征具有一致性，重金属呈现相同的分布规律，浓度由大到小依次为ρ(Zn）＞ρ(Pb）＞ρ(Cu）＞ρ(Cd）。不同重金属元素呈现不同的时空分布特征。冬季八中ρ(Zn)高于十二中，ρ(Pb)、ρ(Cd)、ρ(Cu)在两个站点相差不大，夏季十二中颗粒物中ρ(Zn)、ρ(Pb)、ρ(Cd)、ρ(Cu)均高于八中，这与株洲市冬、夏季不同的主导风向、风速有关。夏季重金属在颗粒物中所占的浓度百分比高于冬季，说明夏季颗粒物对重金属的载带能力更强。　　(2)对重金属的富集因子和相关性分析表明，重金属元素更容易在PM2.5中富集。其中，Cd的富集程度最高，其次为Zn，Cu的富集程度最低，4种重金属元素的富集因子表示4种元素全部来源于人为源。重金属富集的季节变化特征与其浓度变化特征一致。Zn、Pb、Cd来源于同一污染源的可能性较大，其可能来源有燃煤和铅锌冶炼，Cu的来源不同于这三种元素，可能受到其他人为源的影响。　　(3)对大气颗粒物中重金属形态的研究发现，Zn、Pb、Cd主要以弱酸提取态的形式存在，弱酸提取态＞可还原态＞可氧化态＞残渣态。Cu以可氧化态和弱酸提取态为主，可氧化态≈弱酸提取态＞可还原态＞残渣态。弱酸提取态中，各重金属元素百分含量为Zn＞Cd＞Pb＞Cu，冬季浓度均高于夏季;可还原态中，Pb的百分含量最高（夏季八中除外），冬季各重金属元素的百分含量Pb＞Cu＞ Cd＞ Zn，夏季没有明显规律;可氧化态中，Cu的百分含量明显高于Zn、Pb、Cd;残渣态中，Pb、Cu百分含量较高。4种重金属元素的生物有效性由强到弱依次为Zn＞Cd＞Pb＞Cu。重金属在PM10、PM2.5中的生物有效性规律具有一致性，PM10中重金属的生物有效性略高于PM2.5。从季节来看，冬季重金属的生物有效性高于夏季。　　(4)模拟酸雨溶出实验表明，Zn、Pb、Cd、Cu均有不同程度的溶出。在相同pH的模拟酸雨溶液中，溶出率由大到小为Zn＞Cd＞Pb＞Cu，冬季Zn、Pb、Cd的溶出率高于夏季，溶出率在很大程度上与重金属的形态分布有关。重金属元素只有在强酸性条件下大量释放。在模拟酸雨条件下，不同重金属元素各形态间的相互转化各不相同。模拟酸雨溶液对Zn、 Pb、Cd的影响大于Cu。经模拟酸雨处理后，Zn、Cd的形态分布为弱酸提取态＞可氧化态＞可还原态＞残渣态;Pb为弱酸提取态＞可还原态＞可氧化态＞残渣态;Cu以可氧化态为主。与未经模拟酸雨处理的样品相比，弱酸提取态Zn、Pb、Cd的百分含量明显降低，在模拟酸雨中的溶出主要来源于弱酸提取态，各形态均存在一定程度的溶出和由稳定态向不稳定态的转化。经模拟酸雨处理后，冬季弱酸提取态Zn、Cd的下降幅度大于夏季。可氧化态和弱酸提取态Cu的百分含量也有不同程度的下降，冬季弱酸提取态的下降幅度大于夏季，对环境的潜在危害性更大。