目前，我国等发展中国家正面临着由于经济快速发展、能源消耗和人口增长强劲所带来的环境污染问题。颗粒物污染问题由于其最易被公众感知而引起广泛的关注。
本文选取西安地区（典型的北方城市）为研究对象，首先利用2017.03.01-2018.02.28时间段的西安地区13个国控环境质量自动监测站的PM2.5的浓度数据研究了西安地区大气中PM2.5浓度的时空特征；并结合对应时间段的气象数据，对PM2.5与气象因素的关系进行了探究；其次，分别于2017.04.11-2017.04.25和2018.01.24-2018.02.08在西安交通大学曲江校区连续采集2小时的颗粒物样品，并对样品的化学组成进行分析。
研究结果表明：气象因素对PM2.5质量浓度的影响为：风速与风向对西安PM2.5的质量浓度和空间分布均有影响。通过对西安13个监测站点PM2.5质量浓度和风力关系研究得：当风力等级小于1级（＜1.5m•s-1）时，西安各区域的PM2.5浓度有较为显著的空间差异；当风力等级大于2级（＞1.6　m•s-1）时，各站点PM2.5浓度的差异不明显。当西安发生PM2.5污染时，西安PM2.5污染主要集中出现在风力等级为2级以下，当风力为3级以上时，污染主要来自NE与ENE方向的外来污染源输送。当相对湿度（RH）在50%-60%范围内，PM2.5质量浓度达到最大值（88.4μg•m-3），且空气污染天所占比例也达到最大（42.6%），此条件可能最适合PM2.5生成。
通过对春季PM10化学组分分析，发现沙尘期前后颗粒物浓度和气象因素均有显著变化。通过后向气团轨迹模型分析，本研究中出现的沙尘暴气团先由土库曼斯坦经乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦传入我国，并在新疆北部克拉玛依卷带部分当地沙尘，经青海、甘肃最终到达西安。此外，沙尘期土壤尘的远距离传输对西安PM10的化学成分有重要影响：沙尘期PM10中土壤成分（及未知成分）所占比例达到75.6%。
通过分析冬季不同空气质量下的PM2.5及其化学组分，得到不同空气质量下各化学组分的浓度特征，并探究不同污染源对碳气溶胶的贡献及二次离子的生成与演化，结果显示：汽油和柴油车排放源、燃煤源和生物质燃烧源分别占总排放源的61%、25%和14%。高RH（SO2:　RH＞60%；NO2:　RH＞55%）和低T有利于SO2和NO2通过液相化学反应转化为SO42-和NO3-，且NO3-的转化率明显低于SO42-的转化率。