自2013年1月北京出现重雾霾事件以来,PM2.5污染即成为当今我国最严重的环境问题之一,其对人体健康、社会经济等产生的负面影响已引起国家的高度关注。中国是全球范围内PM2.5的高值区之一,而京津冀地区PM2.5污染形势尤其严峻。对在特定条件下形成PM2.5重雾霾事件的源排放、形成机理、污染积累过程等进行深入研究,将成为制定治霾措施与政策的重要科学依据。本研究首先通过参数优化,建立了适用于SEM/FESEM-EDX分析的PM2.5分级采样方法与含硫颗粒物的电镜分析方法。与传统基于离子色谱的硫酸根检测方法相比,此实验可避免在全样品提取中硫酸盐气溶胶存在形式的信息丢失,便于在微观下研究各类不同硫酸盐的形成机理。结合空气质量在线观测技术,旨在对北京夏冬两季典型重雾霾事件过程PM2.5中含硫组分进行识别与研究,通过微观与宏观两方面的数据对比,归纳含硫组分的污染特征及演变规律,探究影响其生成的理化因素及可能的形成机理。通过对北京夏冬两季重雾霾事件在线观测,发现PM2.5中硫酸盐的二次生成反应是促使污染形成的重要推动力之一。根据微观电镜实验中单颗粒的形貌特征与元素分布,识别出硫酸盐气溶胶的四种主要存在形式:二次Ca SO4、含硫矿物颗粒、含硫液滴及硫酸盐-有机复合颗粒。基于对PM2.5中硫酸盐的分类结果,对比探讨了夏冬两季重雾霾事件中各类含硫颗粒物的数量丰度、S原子含量及粒径分布等污染特征,发现夏季以含硫矿物颗粒为主,而冬季以硫酸盐-有机复合颗粒为主。然而随着污染加重,各类含硫颗粒物均表现出二次非均相反应过程不断加强、单颗粒平均粒径不断增大的特点,但微观下的反应形式及反应程度存在较大季节性差异。研究进一步发现硫酸盐-有机复合颗粒在夏冬两季重雾霾事件中存在明显微观形貌的差异:夏季混合方式以硫酸盐粘附有机物为主,且有机组分的结合位点与区域随着污染加重持续增多;而冬季混合方式以有机物外裹硫酸盐为主,且有机组分与硫酸盐组分的单颗粒粒径随污染加重而增大。硫酸盐-有机复合颗粒混合态及二次生成反应形式的季节性差异是气态前体物、大气温湿度、单颗粒酸度、单颗粒粒径及表面积等关键因素综合作用的结果。