为了解淮南采煤沉陷区大气颗粒物的微观形貌、化学组成及其污染特征,于2016年12月和2017年5月分别采集了淮南市采煤沉陷区冬季采暖期和夏季灰霾期大气颗粒物(TSP、PM₁₀和PM_2.5)样品,测定了其金属元素（As、Cd、Mn、Pb、Hg、Cu、Zn、Ni、V、Al）含量和水溶性离子(Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-和F^-)浓度,分析了颗粒物的微观形貌特征和矿物组成,解析了大气颗粒物的来源,并探究了特殊天气对颗粒物的影响。主要结果如下:1)淮南采煤沉陷区大气颗粒物污染水平较高,TSP、PM₁₀和PM_2.5在冬季采暖期的平均质量浓度分别为307.95μg/m³、241.05μg/m³和133.11μg/m³,在夏季灰霾期分别为389.84μg/m³、313.26μg/m³和230.62μg/m³,均超出国家空气质量标准限值。且相比于冬季采暖期,夏季灰霾期污染更为严重。2)Zn、Mn、Pb是淮南采煤沉陷区大气颗粒物中主要的重金属元素,3种元素占重金属元素总量的82%以上;As元素在冬季和夏季均超出国家标准限值,且Mn、Ni也呈现出不同程度的超标现象;通过雨前雨后对比发现,雨后颗粒物中重金属含量均有所降低;夜间大气颗粒物中Pb含量明显高于白天,而其他元素则呈现出白天高于夜间的现象。3)冬季和夏季大气颗粒物中主要的水溶性离子均为SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-,三种离子占颗粒中总水溶性离子的81%以上;雨后各离子浓度均有所下降,且雨水对NO₃^-的清除尤为突出;大气颗粒物中各水溶性离子浓度昼夜变化较为复杂,相比于白天,夜间Cl^-和Na⁺浓度有所降低,SO₄^2-和NO₃^-浓度明显升高,且NO₃^-浓度变化最为显著,其他离子则无明显变化。4)利用富集因子法得出,Cu、Zn、As、Cd、Hg等元素富集程度较高;随着颗粒物粒径的减小,EF值呈现出增大的趋势;冬季TSP、PM₁₀和PM_2.5中[NO₃^-]/[SO₄^2-]分别为0.92、0.92、1.18,夏季分别为1.82、2.10、2.11,说明冬季移动源和固定源对颗粒物中的贡献相持平,夏季移动源为无机盐离子的主导来源。通过因子分析法发现淮南沉陷区大气颗粒物主要来源于工业污染、交通排放、煤炭燃烧和扬尘等。5)扫面电镜（SEM）结果显示,淮南采煤沉陷区大气颗粒物类型以矿物颗粒为主（占40.79%）,其次是烟尘集合体（35.53%）、燃煤飞灰（19.74%）和未知颗粒（3.95）。XRD分析发现,沉陷区大气颗粒物中的矿物主要有硅酸盐类、硫酸盐类、碳酸盐类和氧化物类4类矿物,其中硅酸盐类矿物有石英、皂石、白云母、高岭石、绿泥石等,硫酸盐矿物包括石膏和铵石膏等,碳酸盐矿物有碳酸钙和镁方解石等,氧化类矿物为钾锰氧化物。6)通过分析PM₁₀和PM_2.5的粒度分布发现,PM₁₀中小于3μm的颗粒物所占的比例高达92.59%,峰值落在0.5¹μm,占总数的41.67%;PM_2.5中小于1μm的颗粒物所占的比例为79.03%,峰值出现在0.3⁰.4μm,占总数的33.87%。对比颗粒物的三模态得知,淮南采煤沉陷区大气颗粒物主要集中在积聚模态。