南京作为长三角地区重要的工业城市,已成为霾污染最为严重的城市之一。由于南京北郊地区霾污染的日益严重,这对环境质量及人类身体健康都有不良影响。为对南京北郊地区霾污染天气过程进行系统分析,本研究在2015年12月21日—2016年4月6日对南京北郊地区的大气细颗粒物PM2.5进行了集中观测,并分析了其中主要水溶性离子组分含量、碳质组分含量、无机(金属)元素含量。结果表明,观测期间南京北郊大气颗粒物PM2.5平均质量浓度为120.53±56.56 μg.m-3,污染较为严重。对水溶性离子组分进行三相聚类分析表明,排放源类型所造成的前体物的不同以及离子的结合方式的不同是造成聚类差异的主要原因。对碳质组分的分析表明,有机碳(OC)与元素碳(EC)变化趋势相似,OC含量较高,EC含量较低。OC/EC的值超过2.0,说明普遍存在二次反应产生的SOC。基于水溶性离子、碳质组分、无机元素的源解析结果表明,燃煤、机动车尾气是主要排放源。此外,本研究选择2015年12月21目—2016年1月1 日一次典型霾污染过程作为案例分析,除水溶性离子组分、碳质组分、无机(金属)元素三类常规成分外,还分析测定了PM2.5和S02中硫同位素的组成,并采用WRF-Chem模式进行PM2.5通量的模拟。结果表明,此次霾污染过程中PM2.5的平均质量浓度为144.67±54.12μg·m-3,12月22日PM2.5质量浓度高达233.43μg·m-3,数浓度为650#·m-3,颗粒物的粒径主要分布在500nm以下,数浓度峰值集中在150nm,可见以超细粒子为主。源解析结果表明主要排放源为燃煤及机动车尾气,PM2.5中硫酸盐的δ34S值与煤炭燃烧直接排放的一次硫酸盐的δ34S值相近,表明煤炭燃烧是主要硫源。此外,硫同位素的分馏显示气态污染物浓度(如N02,S02,03)和RH是影响S02的异相氧化反应的主要因素。12月22 日南京地区的PM2.5通量在200-250μg·m-2·s-1,平均风速为1.35m·s-1,且不存在明显环流,天气形势较为稳定,因此此次霾事件主要由污染物局地累积引起。而且源解析结果未发现特殊排放源,因此我们推测此次霾事件中霾的颜色可能是由物理因素以及超细粒子引起。