近年来,随着我国经济和城市化进程的快速发展,各种污染物排放强度和范围也日益增加,我国大部分地区面临着严峻的空气污染问题。空气污染的相关研究主要集中在经济较为发达的华北平原、长三角和珠三角等地区,经济欠发达地区空气污染的现状及来源方面的研究刚刚起步、相对薄弱。本文首先以陕西省为研究对象,分析不同季节陕南、关中和陕北三个区域城市间污染物浓度的时空差异以及区域城市内不同污染物的关系,并进一步探讨造成污染物浓度异同的原因。其次,以电厂为例,建立最新且高精度污染物排放清单,预测燃煤发电厂未来污染物排放状况,并对比分析陕西省各市电厂污染物的排放量,目的为陕西省污染物完整清单的建立提供借鉴。最后,使用CMAQ源解析技术分别研究夏季天然源对二次气溶胶的贡献和冬季人为源对PM2.5污染的贡献,以期阐明这两大污染源对空气污染的影响程度。研究取得如下进展:（1）根据2015年陕西省各城市六种标准污染物,即可吸入细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）和臭氧（O3）的实时监测浓度分析表明,全年各城市有16–28%天数超过国家二级标准。PM2.5和PM10是所有城市的主要污染物,陕西省各城市这两种污染物年均浓度超过国家空气质量二级标准（GB II）的范围分别为9.4–68.6%和6.0–73.9%。PM2.5、PM10、CO、SO2和NO2的浓度在冬季最高,夏季最低,而O3浓度与之相反。关中PM2.5、PM10、NO2和SO2的浓度较陕北和陕南高,但CO、臭氧日最大1h值（1h–O3）和臭氧日最大8h值（8h–O3）的浓度却相对较低。PM2.5、PM10和8h–O3是陕西省首要污染物。所有地区空气质量不达标率在冬季最多（约30-60%）,陕南和关中在夏季最少（分别约3%和10%）,陕北在秋季最少（约2%）。区域内城市及区域间城市的污染物还存在协同污染,特别是陕北和关中之间。此外,四个季节各区域内城市污染物PM2.5与PM10显著相关,NO2和SO2均与PM2.5和PM10正相关。四季1h/8h–O3与其他污染物均显著负相关,特别在冬季。（2）基于2012年陕西省72个燃煤电厂各个机组数据和各市电煤质量以及政府颁布的标准排放因子建立了八种基本污染物,即SO2、氮氧化物（NOx）、PM2.5、PM10、有机碳（OC）、元素碳（EC）、一氧化碳（CO）和非甲烷有机性挥发物（NMVOCs）的高精度排放清单。结果表明这八种污染物的排放量分别为152.4 kt、314.8 kt、16.6 kt、26.4kt、0.07 kt、0.27 kt、64.9 kt和2.5kt。小型发电机组约占60%的总机组数,燃煤量较少但污染物排放量却较中大型机组多。影响SO2、NOx、PM(包括PM2.5和PM10)排放量的因素分别是除污效率、煤炭含硫率和煤炭灰分含量。渭南市和咸阳市的污染物排放量最大,且关中平原在陕西省三个区域中污染物排放量最高。对未来电厂污染物排放量预测表明,通过污染物减排措施的不断完善,2030年SO2和NOx排放量较2012年减少约81%和84%,PM2.5、PM10、EC和OC均下降约43%,CO和NMVOCs均下降约16%。（3）使用气体和气溶胶排放模型（MEGAN）模拟2013年夏季7月份陕西省天然源有机性挥发物（BVOCs）的排放量,然后使用区域多尺度空气质量模型（CMAQ）结合最新更新的二次有机气溶胶（SOA）反应机制模拟研究陕西省天然源产生的二次有机气溶胶（BSOA）的空间分布情况。MEGAN模拟结果表明陕西省异戊二烯（ISOP）和单萜（MONO）在所有BVOCs中排放量最大,分别为1.73×109和1.82×108mol。各BVOCs的日变化规律大致相同,呈倒‘U’形。主要BVOCs排放量的空间分布与陕西省的植被分布相关,即秦岭山脉和秦巴山区最高,陕北特别是榆林市最小。空气中BVOCs及其中间产物中,ISOP及其中间半挥发性产物的浓度最大,最大约为7.0 ppb和1.4 ppb,表明空气中ISOP的SOA贡献潜力最大。此外,天然源对甲醛的贡献也较大,陕南达到3 ppb,关中约2.5 ppb,陕北约1 ppb。CMAQ模拟结果表明陕西省SOA的浓度为2–6μg/m3,其中BSOA平均约占75%。关中具有最大的BSOA浓度,3-5μg/m3,陕北榆林最低,2–3μg/m3。约一半以上的BSOA由新添加的SOA反应路径形成,其中异戊二烯环氧化物0.2-0.7μg/m3,乙二醛（GLY）约0.2–0.5μg/m3,甲基乙二醛（MGLY）约0.4–1.4μg/m3,其余的是原平衡分配机制形成的半挥发性物质约0.1–1.2μg/m3和低聚物0.2–0.4μg/m3。总体而言,BSOA约60%来源于ISOP（1-3μg/m3）,其形成的GLY和MGLY占异戊二烯SOA约一半。MONO对BSOA的贡献率相对稳定,约6–14%。（4）2013年1月关中平原遭受严重的空气污染,使用CMAQ源解析模型模拟研究一次PM2.5及二次PM2.5的来源。模拟结果表明陕西省PM2.5浓度具有区域性,PM2.5主要成分中EC、有机气溶胶（OA）、硫酸盐、硝酸盐和铵盐的浓度在陕北区域城市中均值分别为3.6μg/m3、11.8μg/m3、7.2μg/m3、9.4μg/m3和5.1μg/m3,在关中平原城市中的均值分别为5.3μg/m3、46.1μg/m3、12.4μg/m3、18.7μg/m3和10.0μg/m3,在陕南区域城市中均值分别为5.2μg/m3、18.4μg/m3、10.9μg/m3、12.5μg/m3和9.6μg/m3。在PM2.5浓度最高的关中平原区域,工业和人居生活对EC、一次有机气溶胶（POA）和其他成分PM2.5的贡献分别是85%、93%和79%。能源（主要来自煤炭燃烧）对二次硝酸盐的贡献率达46%,其他本地源和上风源对其贡献率分别为43%和11%。能源对二次硫酸盐的贡献最大。对西安市区PM2.5总浓度来源分析表明,各污染源的平均贡献率分别为,能源5%、工业58%、交通2%、居民生活16%、扬尘4%和其他源（包括其他不确定成分和上风源）15%。