由于特殊的理化性质，大气汞的迁移转化是汞全球生物地球化学循环演化过程的重要组成部分。汞同位素组成特征研究作为新兴的研究手段正在越来越多地运用到汞污染源示踪的研究中。不同来源的大气汞具有独特的汞同位素特征，且汞在大气中迁移、转化过程中可以产生同位素质量分馏或非质量分馏，因此将汞同位素特征与汞含量和形态研究方法结合，可以更加详细地认识大气汞在迁移转化过程中的生物地球化学过程。此外大气汞含量极低，因此针对大气汞同位素研究尚处在起步阶段，还需要大量的基础性以建立可靠的采样和前处理方法。　　本论文选取了我国西南、东部及北方地区共计六个观测站点，包括贵州省贵阳市设立的三个城市/工业区采样点，北京市的城市区采样点，及两个偏远区域采样点（云南哀牢山站及浙江大梅山站）。针对受到人为源及自然源排放双重影响的大梅山站点进行了长期的大气汞形态观测，并在六个观测点采集了大气汞同位素样品及凋落物样品进行汞同位素比值分析测定。将汞形态含量、汞同位素组成分析结合气象数据分析人为源/自然源排放的大气汞时空分布及同位素组成特征，并探索了大气汞的迁移转化过程可能产生的同位素分馏，得到的主要结论如下:　　(1)利用聚类分析和潜在源分布函数(PSCF)分析法分析了我国东部沿海地区站点的大气汞时空分布规律和来源。大梅山站年均TGM浓度3.3±1.4 ng m-3，高于北半球背景值及大多数偏远地区站点观测值，而低于我国大多数城市站点观测值。结合后轨迹和PSCF分析表明:在季风气候的影响下，东部沿海地区雨季大气汞含量主要受来自海洋低浓度大气汞控制，而旱季受来自内陆区域，特别是长三角地区人为源排放的高浓度大气汞的控制。当地的气象条件亦会造成大气混合层变化，影响大气汞的扩散速率从而影响其浓度分布，如夜间混合层高度降低使大气汞浓度升高。　　(2)利用卤化活性炭和石英纤维滤膜富集气态总汞和颗粒态汞并分析其汞同位素组成，结合浓度观测的综合结果表明我国东部地区输入的大气汞主要来自以我国东海、黄海及部分日本海地区所组成的海洋背景区，其浓度较低，且具有背景区的大气汞同位素组成特征:偏正的δ202Hg及偏负的△199Hg;而输出的大气汞主要来自我国长三角地区的人为源排放，其浓度较高，且具有人为源排放的大气汞同位素组成特征:偏负的δ202Hg及趋向0的△199Hg。此外TGM的汞同位素组成在多数情况下分布在斜率范围-0.12至-0.07，截距范围-0.11至-0.08的回归线附近。且受人为源排放影响越大的地区其TGM同位素组成越靠近该回归线的左上方。TGM的汞同位素非质量分馏来自Hg2+的光致还原过程。此外PBM受到人为源排放的影响很大，其浓度及同位素组成是人为源排放的重要指示。　　(3)针对凋落物的汞同位素分析，认为大气汞在森林生态系统循环的过程中会产生新的分馏。植物叶片倾向于吸收较轻的大气汞同位素，造成叶片内具有偏负的δ202Hg。此外叶片中的汞在富集过程中也会产生由光化学反应机制引入的偏负的非质量分馏。在受到人为源排放影响程度较高的区域，叶片内汞同位素亦表现出随着含汞量上升而向人为源排放特征靠拢的趋势。