随着工业化、城镇化的迅速推进,我国以PM_2.5污染为主的复合型大气环境问题日益突出。为进一步了解衡阳市大气PM_2.5物理化学特征,本研究通过收集统计2015年²017年衡阳市6个国控点的大气污染物监测数据,全面分析了衡阳市大气PM_2.5的污染特征;并通过现场采集冬、春季两个工业区及文教区的大气PM_2.5样品,分析大气PM_2.5的微观形貌特征,以及PM_2.5中重金属元素和碳组分的污染特征,得到了如下结论:（1）衡阳市大气PM_2.5污染较严重,3年来大气PM_2.5/PM₁₀值一直高于50%,表明衡阳市大气颗粒物污染主要以PM_2.5为主。近3年PM_2.5的季度分布和月度分布特征基本一致,季节上一直呈现冬季>秋季>春季>夏季的特征,且每年1月、2月和12月大气PM_2.5超标率最高。（2）衡阳市大气PM_2.5微观形貌特征主要有不规则形态、不规则积聚状、“蓬松状”和“团聚状”的球体。衡阳市大气PM_2.5主要的元素组成有:C、O、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Zn、Fe、S、Ba、Ti,最主要元素有C、O、Si、Fe、Ca、Al、Cu。结合PM_2.5的元素组成分析发现:松木工业园冬、春季PM_2.5均属于硅铝酸盐/硅氧化物;衡阳钢管厂冬季PM_2.5属于烟尘集合体和矿物颗粒,春季属于铁氧化物颗粒;湖南工商职业学院冬、春季PM_2.5均属于硅铝酸盐/硅氧化物;南华大学红湘校区冬季PM_2.5属于烟尘集合体,而春季属于不规则形状碳质颗粒。（3）衡阳市冬、春季PM_2.5中重金属（Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Fe）时空分布特征较明显。除湖南工商职业学院以外,其他三个点位冬、春季PM_2.5中6种重金属的污染趋势基本一致,表明衡阳市PM_2.5中重金属污染较稳定,但工业区PM_2.5中重金属潜在生态风险明显高于文教区,且大气PM_2.5中重金属Cd具有极强的生态风险,Pb和Cu风险等级相对较低,而Zn和Ni的风险等级最低。（4）衡阳市冬、春季PM_2.5中碳组分（OC和EC）均表现为松木工业园>衡阳钢管厂>南华大学红湘校区>湖南工商职业学院,主要与污染排放源类型及强度有关。而时间上,两个工业区OC和EC在PM_2.5中占比呈现冬季>春季的特征,两个文教区呈现出春季>冬季的特征。最后,本研究成果对衡阳市相关部门开展大气PM_2.5污染防治工作具有一定的参考作用。