高浓度的大气颗粒物是我国大气环境的重要特征，其中大气细粒子和超细粒子危害严重而且难于控制。本项目以北京市为案例，针对与人体健康效应密切相关的PM2.5至纳米级超细粒子，在典型季节尤其是2008年奥运会前后空气质量明显变化的特殊时段，开展大气环境化学、化学动力学以及流行病学和毒理学的交叉综合研究，通过外场观测、实验室分析和模拟、流行病学调查等手段，识别大气细颗粒物和超细粒子的环境行为及其特征参数（质量浓度、数浓度、表面积浓度、粒径以及化学成分），获得大气细粒子和超细粒子的人体暴露及时、空间分布规律，研究颗粒物的关键参数与人群心血管和急性呼吸疾病之间的相关性；基于细颗粒物在大气中和颗粒物－细胞间的界面过程研究，提出大气对心血管系统和呼吸系统的毒性机制；为深入认识大气细颗粒物环境行为和健康效应提供理论基础，为我国大气颗粒物污染控制的优先方向和重点提供科学依据。