为掌握冬季灰霾发生过程黑碳气溶胶形貌特征和分布特点，探索其化学成分及混合状态变化机制，分别于2011/12/30 08:00～2012/01/01 04:00和2018/11/25 08:00～2018/11/27 04:00灰霾发生期间在山西大学环境与资源学院楼顶使用MAY七级冲击式颗粒采样器每隔4小时采集空气动力学直径0.25～0.5μm、0.5～1.0μm以及1～2μm的大气单颗粒分析样品，采样膜为铝箔和银箔，运用带超薄窗口能谱仪的扫描电镜（JEOL JSM-6390）测量了样品中4330个颗粒的二次电子像及 X 射线能谱，通过基于蒙特卡罗模拟程序的定量电子探针微区分析技术对每个颗粒的元素原子浓度进行了计算，检测结果表明：黑碳气溶胶集中在粒径1μm以下的范围，它们在2018年样品中的数量相对丰度小于2011年的；黑碳气溶胶依伸长率(E)、纵横比(R)、是否与其它物质结合等分为伸展型、支链型、嵌入或粘附型、团聚型4种，反映了不同的老化过程，其中团聚型和支链型黑碳颗粒在2011年样品中较多，而伸展型和嵌入型黑碳颗粒在2018年样品中较多；2011年新鲜排放的黑碳颗粒更多出现在夜间，且很快发生老化，而2018年样品中新鲜黑碳颗粒在白天和夜间均产生，老化程度较弱，黑碳气溶胶的结构、混合状态、C与O以及C与S的原子浓度比在两次灰霾期间均有差异，提示近年来太原市灰霾污染特征和燃料结构均发生了重大改变。