太原为煤炭重工业城市,冬季供暖期长,PM_2.5污染加剧。PM_2.5粒径小、组成复杂,对健康危害大,其中的多环芳烃（PAHs）、挥发性重金属砷（As）和汞（Hg）污染水平以及对人体健康的影响,已成为公众关注的热点。本文分不同季节和昼夜,采用滤膜富集法进行采样。采用原子荧光分光光度计、高效液相色谱仪等对Hg、As和PAHs进行了测定。用比值法、富集因子法、后向轨迹、蒙特卡罗模拟、终生致癌风险评价（ILCR）和预期寿命损失（LL）等对污染源进行解析和健康风险评价。以期为PM_2.5污染防治和环境与健康关系研究提供数据资料。主要研究结果如下:1、冬季PM_2.5中As和Hg总含量的测定结果显示,总Hg和总As浓度均值分别为 1.52±0.80ng/m3和34.58±17.66ng/m3。PM_2.5、总As和总Hg与气象因素等相关分析和统计检验结果表明,风速与各因素均呈负相关（P<0.05）;相对湿度与PM_2.5无明显相关关系（P>0.05）;相对湿度与总As和总Hg呈正相关（P<0.05）。总As和总Hg昼夜浓度之间存在显著性差异（P<0.05）,夜晚高于白天。表明燃煤是PM_2.5中As和Hg的主要来源。2、PM_2.5As和Hg形态分析和生物可利用性结果显示,冬季PM_2.5As为有机物结合态比例最高,残渣态最低;Hg为铁锰氧化物结合态比例最高,可交换态最低;As、Hg潜在可利用态的占比最高。生物有效性分析结果表明,As的活性大于Hg,二者生物活性系数分别为38.11%和33.02%。PM_2.5中As和Hg不具有致癌风险。源解析结果显示,PM_2.5中As、Hg主要来源于人为污染,煤炭燃烧和汽车尾气是主要污染源。3、不同季节PM_2.5中PAHs测定结果显示,PAHs浓度变化范围为10.36～215.93 ng/m3,昼夜浓度特征为夜>昼。统计检验可知,春、秋和冬季昼夜PAHs浓度差异显著（P<0.05）。其次,PAHs不同环季节分布特征为冬、春季以4环为主;夏、秋季5、6环比例最高。第三,比值法结果表明,煤与木材燃烧、机动车尾气是太原市PAHs的两类主要污染源;采用HYSPLIT模型,进行后向轨迹分析结果表明,气团运动会对PAHs浓度产生一定影响。第四,BaP当量和个体风险致癌指数评价结果表明,春、冬季有潜在致癌风险。ILCR评价结果也显示,春、冬季对不同群体人体健康均有一定影响。敏感度分析结果显示,对于呼吸暴露,PAHs浓度和暴露时间是影响最大的变量;对于皮肤接触暴露,皮肤暴露面积和皮肤吸附系数则是影响最大的两个变量。LL结果提示,冬季女性和男性的LL明显高于其他季节。综上所述,太原市PM_2.5中As、Hg和多环芳烃占比并非很高,但As和Hg的生物活性系数相对较高,且PM_2.5的PAHs具潜在致癌风险,应引起高度重视。建议燃煤前期采取必要措施,有效去除上述污染物,以减少As、Hg和PAHs的环境排放。