《大气污染防治行动计划》实施以来,全国各地区大气污染防治工作取得了较大的进展,但是目前大气污染防治形势依然严峻。就京津冀区域而言,京津冀区域工业行业是主要大气污染排放行业,做好工业源污染排放的调控,对京津冀区域大气污染防治目标的实现具有重要意义,然而目前的空气质量改善方案缺少针对工业行业更优化、更精确的调控。本研究监测并分析了京津冀典型城市大气PM2.5化学组分污染特征,量化研究了京津冀区域工业行业排放与细颗粒物浓度响应关系规律,开展了京津冀区域重度污染过程气象分类与特征分析研究,建立了基于工业行业排放环境影响敏感性分析的大气PM2.5优化调控技术与方案。本文开展了2019年1、4、7、10月北京、唐山、石家庄的大气PM2.5外场观测与样品采集,在实验室中进行元素、离子、碳质组分（有机碳、元素碳）分析。通过后向轨迹聚类分析和PSCF方法,对三地的潜在污染源和传输路径进行了探索和分析。针对典型工业行业污染源PM2.5与VOCs成分谱开展特征与差异性分析,基于排放因子与活动水平收集建立了2018年京津冀地区工业行业排放清单,应用WRF-CAMx数值模拟手段开展了2013年与2018年污染源持续减排背景下区域工业行业排放对京津冀区域及典型城市的空气质量影响分析,重点针对工业行业排放对京津冀PM2.5浓度的敏感性进行了分析。收集近十年京津冀区域各城市大气常规污染物浓度数据,对不同污染等级大气污染物浓度特征进行分析,并基于天气型主成分分析方法（PCT）对不同污染等级条件下气象型进行了分类,筛选了3次典型大气污染过程,结合后向轨迹模拟对污染物传输特征进行了分析,并对其污染特征与成因进行了研判。最后基于运筹学-线性规划的方法,对京津冀地区PM2.5污染开展工业行业优化调控原理研究;综合考虑不同地区排放源敏感性与控制成本,以环境污染物浓度改善与应急减排经济成本最低为目标,基于前述污染过程分类结果,提出适用于不同类别污染过程的优化减排方案。结果表明,京津冀地区PM2.5污染呈现冬季＞秋季＞春季＞夏季的时间分布特征,年均分布特征显示石家庄市和唐山市PM2.5浓度水平相当,均显著高于北京。北京市PM2.5中二次粒子是其主要成分之一,占PM2.5质量浓度的42.4%～61.5%,其中冬季二次组分占比最高,为61.5%,SOC（二次有机碳）和硝酸盐占比较高。石家庄市夏季和秋季PM2.5中二次组分占比较高,其中夏季以硫酸盐为主,秋季以硝酸盐为主。唐山市夏季PM2.5中二次粒子占比最高,以硫酸盐和硝酸盐为主。北京春季PM2.5的主要潜在来源为唐山和河北南部,夏季和秋季为河北南部、唐山和渤海,冬季来自于张家口。冶金行业是京津冀区域重要工业排放源,对京津冀整体而言,工业行业浓度贡献率较高的城市为唐山市、石家庄市、天津市和邯郸市;对北京市、南部四市和唐山市而言,本地贡献率明显高于周边城市。敏感性分析结果表明,对京津冀整体而言,石家庄市、天津市、保定市为工业行业敏感性较高的城市,各个城市单位污染物排放的敏感性有所差异,但整体而言敏感性较为均衡,敏感性最高的城市为石家庄。2010-2018年统计时段内京津冀地区污染天数较多的城市有保定市、邢台市、石家庄市与邯郸市,污染天数较少的为张家口市、秦皇岛市与承德市。基于PCT分型法将京津冀重度污染时段海平面气压场与10m风场结果分为5种类型（HP-1、HP-2、HP-3、HP-4、HP-5）,从占比来看,低压槽型、低压均压型与弱高压型是京津冀区域重污染时段主要天气型,各占比25%左右,从季节分布来看,弱高压型和高压后部型主要分布在秋冬季,春夏季以低压槽型为主。最后以2018年为基准年,研究得到了基于2030年京津冀区域各城市空气质量达标的工业行业优化减排方案,以及针对秋冬季、春夏季重度污染与中度污染的应急减排方案。研究结果表明,为使京津冀各城市空气质量达标,除承德市与张家口市外,其余11个城市工业行业共需削减PM2.5排放当量16.4万吨,占总排放当量的47.7%;各城市中唐山、邯郸、石家庄与邢台减排当量较大,四城市减排占区域减排总量的81.5%;减排效果评估显示,优化减排方案的实施可使各城市浓度降至32.1～38.9μg/m~3。应急优化减排方案研究结果表明,秋冬季重度污染减排方案中,五类过程方案区域各城市减排当量分别为413.3t/d～479.7t/d。五类污染过程中各城市减排差异与城市排放对区域空气质量敏感性密不可分,HP-1类污染过程中石家庄、保定、张家口减排占比较为突出;HP-2类污染过程西南传输通道与河北中部地区城市减排比例较高;HP-3类污染过程京津冀中部与西北地区城市减排比例相对突出。应急方案落实后,从区域空气质量改善效果来看,重度污染优化减排方案的实施可以使HP-1至HP-5类过程期间,区域PM2.5质量浓度下降30.7%～36.2%。中度污染优化减排方案的实施可以使MP-1至MP-5类过程期间,区域PM2.5质量浓度下降16.9%～21.4%。以2016年12月京津冀区域红色预警为案例,对比优化减排与政策减排方案实施效果,结果表明政策减排条件下各城市浓度降幅分布在25.0%～30.6%,而优化减排情景下,各城市PM2.5质量浓度下降幅度为32.1%～38.2%,明显高于政策减排情景。