当前我国大气环境形势十分严峻，主要城市群正经历由过去比较单一的大气污染向大气复合污染快速转变，以臭氧(O3)、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出。在大气颗粒物包括PM2.5的一次排放持续强劲的前提下，大气O3浓度持续攀升，其结果是大气二次细颗粒物生成的速度加快，而且这些二次污染物在气象条件的作用下，在城市之间相互输送，导致我国区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人民群众身体健康。在此过程中，挥发性有机物(VOCs)是导致区域大气环境质量恶化的关键前体物。　　在结合课题组研究成果—2010年京津冀各地区各类排放源不同污染物排放清单的基础上，对该清单中部分VOCs排放源的活动水平更新至2013年。分别建立了适用于固定源、移动源的稀释采样系统，通过对京津冀地区电力、工业燃煤、居民燃煤、生物质燃烧、冶金、建材、化工、机动车、溶剂涂料、印刷、加油站和废弃物处理等典型VOCs排放源的现场测试，获取了其VOCs排放源的成分谱信息;在此基础上，结合文献调研，建立了典型VOCs排放源成份谱信息库。结果显示，电力、工业燃煤、居民燃煤等燃煤源的VOCs成份谱以乙烷、癸烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯为主;生物质燃烧源的VOCs成份谱以乙烷、丁烷、乙炔、乙烯、丙烯和苯为主;建材水泥的VOCs成份谱以癸烷、甲苯、苯和间/对-二甲苯为主;冶金炼焦的VOCs成份谱以乙烷、癸烷、乙炔、乙烯和苯为主，冶金钢铁的VOCs成份谱以苯系物为主;化工行业中，炼油的VOCs成份谱以烷烃、丙烯、苯和甲苯为主，制药的VOCs成份谱以大链烷烃、苯和甲苯等苯系物为主，食品酿酒、炼胶、塑料的VOCs成份谱以苯、甲苯、乙苯和间，对-二甲苯等苯系物为主;机动车中，柴油车VOCs成份谱以大链烷烃、乙烯和丙烯为主，汽油车和摩托车VOCs成份谱以低链烷烃、乙烯、丙烯和苯系物为主。溶剂涂料使用源VOCs成份谱以苯系物为主。印刷行业VOCs成份谱以大链烷烃和苯系物为主。加油站VOCs成份谱以低链烷烃和烯烃为主。废弃物处理VOCs成份谱以大链烷烃和苯系物为主。　　利用“观测法”对典型工业VOCs排放源——炼焦厂的VOCs排放开展O3生成潜势研究。将炼焦厂作为整体面源考虑，在VOCs成分谱测试研究同时，在该炼焦厂的厂界、下风向及背景点分别对CO、NOx、O3等污染物浓度进行在线测试。研究发现，丙烯、甲苯、苯等为炼焦厂主要O3贡献物种;由于夏秋季期间该炼焦厂周边O3/NOx的比值较小，该炼焦厂所在区域的O3光化学反应控制区为VOCs控制区。基于测试和收集得到的各典型行业VOCs成份谱，分别利用MIR法和FAC法估算各典型VOCs排放源单位排放的O3生成潜势及SOA生成潜势，结果表明，溶剂涂料使用、机动车、有机化工和加油站VOCs单位排放的O3生成潜势较大，而溶剂涂料使用和有机化工VOCs单位排放的SOA生成潜势较大。　　综合考虑各类典型排放源的VOCs排放量、单位排放的O3生成潜势及单位排放的SOA生成潜势，建立了典型VOCs排放源分级识别体系，并京津冀地区针对典型VOCs排放源开展了示范应用研究。结果显示，各地市的溶剂涂料使用、天津的有机化工、北京的机动车的分级指数较高，应优先对上述VOCs排放源进行控制。利用WRF-CMAQ模型与行业清零法，对京津冀地区的燃煤源、机动车、工业源和人为VOCs排放源对各地市市区环境空气中O3及PM2.5的影响进行了模拟研究。结果显示，燃煤源、工业源、移动源和人为VOCs排放对各地区市区环境空气中PM2.5浓度的年均贡献依次降低，它们的年均贡献分别为15.0％、10.8％、6.5％和1.4％;移动源、燃煤源和工业源排放排放的污染物（尤其是NOx）的消减使各地市市区O3浓度反而增长，人为VOCs排放源排放的污染物（主要为VOCs）的消减使各地市市区O3浓度下降，通过计算各地市市区O3/NOx的比值，发现各地市市区均为VOCs控制区。　　对于进行VOCs末端治理的有机化工行业、食品、塑料橡胶、制药、表面涂装行业、包装印刷行业等重点行业，利用线性优化方法，分别建立了基于各地区等比例削减和基于打破地域限制削减的两类VOCs排放量优化控制模型。依据2013年北京、天津和河北相继出台的大气相关的污染控制计划，对上述计划中关于VOCs排放源的政策性控制措施进行了分析，并对燃煤、冶金、建材、石化、机动车等典型排放源的VOCs削减量进行了估算。通过优化模型求解和政策性削减量估算，提出了京津冀地区VOCs优化控制减排方案，并对上述优化控制方案的空气质量改善效果进行了定量评估。