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大气颗粒物是世界各国环境监测的首选污染物监测对象之一。随着对大气颗粒物研究的不断深入，人们发现PM10可被人体吸入，PM2.5可吸入人体肺部的更深处且容易沉积在肺部进入血液循环对人体健康的影响更大，因此对大气颗粒物的监测从总悬浮颗粒物(TSP，TotalSuspendedParticle)转向可吸入性颗粒物(PM10)和PM2.5颗粒物。常用的PM10和PM2.5的监测方法主要有两类：一类为称重法、另一类为自动监测，其中称重法可以对PM10、PM2.5颗粒物单独监测或双通道(PM10和PM2.5)同时监测，颗粒物质量需用微量天平称重，但需要人工参与，无法实现自动化；自动监测常见的有β射线吸收法和固有频率改变法(TEOM，TaperedElementOscillatingMicrobalance)，这两种方法只能单独监测PM10和PM2.5颗粒物，无法同时监测PM10和PM2.5，而且颗粒物的质量需要转换才可以获得，会带来转换误差，但可以实现自动化。综合上述两类仪器的特点并考虑到今后进一步开展PM2.5与人体呼吸疾病相关研究的需要，本文提出能同时监测PM10和PM2.5颗粒物的双通道、自动称重的六工位自循环大气颗粒物自动监测方法。
论文在分析PM10冲击切割、PM2.5虚拟冲击切割原理及PM10、PM2.5切割的影响因素和滤膜捕集机理的基础上，设计了双通道、自动称重的六工位自循环大气颗粒物自动监测仪，并对双通道冲击切割采样器、六工位自循环控制系统、双CPU控制器和流量稳定控制系统的结构和工作流程进行了详细的说明。对采样器的切割性能和自动称重、自动更换滤膜等性能进行了四阶段非连续和连续运行的对比调节和测试。测试结果表明：仪器的自动称重、自动换膜、数据处理和网络通信等功能运行良好，而仪器的切割性能已与国际上同类切割器的切割性能相当，高于我国对这一类仪器的规定(GB/T15432-1995)。仪器2005年7月通过了广州市计量测试所的检验。
为了进一步分析PM2.5颗粒物，论文根据动态光散射的测量原理和测量范围(3nm-5μm)，尝试用动态光散射技术测量PM2.5颗粒物的粒径分布，设计了PM2.5非滤膜采样装置并进行采样，在对采样的样品进行分析时，发现样品的自相关性非常差，以致于无法进行自相关分析。
为了进一步了解无法测量的原因，采用微分干涉显微术(DIC，DifferentialInterferenceContrast)对样品进行了观察分析。本文分析DIC显微术分辨率可达到300nm的原理，并用DIC显微镜对PM2.5颗粒物进行观察，获得了高分辨率、精细结构清晰的图像。利用水力学原理纯化、分离和分选了PM2.5颗粒物样品并对纯化分离和分选后的样品进行了分析。深入探讨了基于显微图像的测粒技术并分析了分选后颗粒物的尺寸分布，结果表明97％以上的颗粒物小于2.5μm。同时对某些光学性能良好的物质进行了Raman光谱分析，得到了与国际上研究认为它可能是烛煤(CannelCoal)或石墨的结论相似。
在对PM2.5颗粒物的纯化和分离过程中，发现了颗粒物的自组装现象，形成了管状、针状和分形状物质，这些物质的特征与广州日报报道“新型致命儿科疾病”中描述的致病“异物”有相似之处。