大气颗粒物因其对环境、全球气候和人体健康产生重要影响而备受关注。大气颗粒物污染的加重，尤其是细粒径段颗粒物污染，导致近年来我国城市灰霾天发生频率的显著增多。分析灰霾天大气颗粒物的浓度及其化学组分(离子、元素、有机碳、元素碳等)特征，成为当前灰霾研究中的热点之一，然而对灰霾天大气颗粒物多个组分进行分粒径综合研究的报道甚少。　　 本文选取长江三角洲地区的典型城市杭州与上海，分粒径采集灰霾天及非灰霾天的大气颗粒物样品，利用常规技术(IC、ICP-MS、热光碳分析仪)结合同步辐射技术(SR-XRF、NEXAFS)，分析大气颗粒物中离子、元素、碳组分的粒径特征，初步分析了两城市灰霾天大气颗粒物的二次污染水平及离子、元素、OC、EC的主要来源。并建立了基于C(1s)NEXAFS定性分析大气颗粒物中碳官能团的方法，对上海市大气颗粒物中碳官能团的粒径特征进行了初步研究。　　 研究结果表明：灰霾天时杭州与上海大气颗粒物的质量浓度均为双峰结构，其化学组分也存在较为一致的粒径特征，峰值分别出现<0.95μm的细粒径段与>3.0μm的粗粒径段，颗粒物质量浓度及各组分含量在灰霾天时均有明显增加。灰霾天时颗粒物中主要的水溶性离子组分SO42-、NO3-和NH4+，主要污染元素以及OC、EC，均主要集中在<3.0μm的细颗粒物中，表明细粒子污染严重。杭州市灰霾天大气颗粒物中主要污染元素为Cu、Zn、As、Se、Sb、Cd，上海市则主要为Ni、Cu、S、Zn、As、Pb。特征元素表明，灰霾天时大气颗粒物污染与燃煤、交通、工业源等有关。杭州市与上海市大气 TSP中 TC浓度与广州和珠江三角洲较为接近，远低于北京。与非灰霾天时相比，灰霾天时大气颗粒物在各粒径段的OC/EC值更为集中且均大于2，说明杭州市与上海市大气颗粒物中有较严重的二次污染存在。C(1 s)NEXAFS可有效地区分特征碳官能团，实验发现灰霾天及非灰霾天时不同粒径大气颗粒物中碳官能团存在明显差异，主要表现在羧基(-COOH)及碳酸盐类/羰基(C=O)基团成分的不同。