有机碳(OC)和无机碳(EC)是大气细颗粒物的重要组成成分，对大气环境、辐射强迫和人体健康具有重要影响，因此对碳组分的研究受到国内外学者的广泛关注。不同观测设备和测量方法会导致OC和EC的观测结果出现差异，针对上述研究的不足，本研究分别开展了在线OC/EC分析仪(Sunset Model-4和TR20N9)、准在线OC/EC分析（热光透射法）和膜采样-实验室分析（热光反射法）、热光透射法EC和光学法BC的观测结果进行研究并比对其差异性。本研究于2016年3月到2017年2月期间在北京对PM2.5中OC和EC展开长期连续的观测研究，分析了OC和EC的季节变化特征、日变化特征和潜在贡献源区分布特征，并分析了气象要素与二者浓度的关系，重点探讨了机动车限行政策对OC和EC浓度变化的影响。利用最小百分位法(10％)和MRS方法估算了北京地区一次有机碳(POC)和二次有机碳(SOC)浓度，阐明了估算方法导致的差异性，研究了POC和SOC变化特征。最后针对京津地区2015年春节期间3次污染事件中OC和EC变化特征和污染成因进行了分析。研究结果表明:　　(1)仪器比对差异:Sunset Model-4在线OC/EC分析仪和DRI2001A OC/EC离线分析仪与5012型MAAP分析仪测量结果虽有差异性，但呈现显著相关性;与同样使用透射法的TR20N9在线分析仪测量结果相比，二者在不同污染时段对EC的测量差异性很小，但当PM2.5≤35μg/m3时对OC测量差异性明显，随污染程度增加，差异性迅速减小。TR20N9在线分析仪在PM2.5≤75μg/m3时对EC的测量稳定性不够，但对OC的测量稳定性与Model-4相当。建议在PM2.5≤75μg/m3时，采用Sunset Model-4来观测OC和EC，在PM2.5＞75μg/m3时，两种仪器都可以用来观测。　　(2)北京地区PM2.5中OC和EC平均浓度分别为12.4士11.5和3.8±3.7μg/m3。受排放源和气象条件差异性的影响，OC和EC呈现秋冬高、春夏低的季节变化和昼低夜高的日变化，上述分析结果都证明观测站点受到大型机动车排放源的强烈影响。　　(3)两种方法估算POC和SOC的差异很小，HHE（夜间）和NHHE（白天）时段，最大差异分别体现在夏季和秋季。POC和SOC均呈现夏低冬高的变化趋势，但SOC/OC呈现出夏高冬低，这是由于冬季存在更多的OC和EC排放源以及不利于扩散的气象条件造成的。各季节夜间POC浓度(春夏秋冬分别为7.4、4.7、9.5和18.9μg/m3)均高于白天（6.3、3.8、8.4和15.8μg/m3），说明夜间大型机动车排放对POC的贡献非常显著。各季节夜间的SOC/OC(37.7％、40.8％、27.0％和26.1％)均低于白天（43.1％、52.9％、31.9％和26.2％）。　　(4)京津地区春节期间烟花爆竹的燃放对OC和EC质量浓度影响并不明显，但会造成K+、Cl-和SO2-质量浓度的激增。若同时遇到不利于扩散的气象条件（逆温、逆湿、下沉气流和较高的相对湿度），气态污染物NOx、SO2和NH3在烟花爆竹燃放颗粒物表面会通过非均相化学反应迅速转化为NO3-、SO42-和NH4+。　　上述研究结果，不仅能够为OC和EC的精确分析和不同方法之间的数据比对提供技术支持，还能为分析碳组分的特征并探究其污染成因提供重要的科学依据，除此之外，还为使用EC示踪法更加准确的估算POC和SOC提供数据支持，更为特殊重污染过程中政府科学控制和治理大气污染提供了理论依据。