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近年来,我国臭氧（O3）污染问题日益显现,O3已成为制约我国环境空气质量改善的重要因素,O3作为一种二次气态污染物,形成机理复杂,与前体物呈高度非线性的关系。受工业结构、复杂地形和不利气象条件等因素影响,自上世纪70年代,O3污染成为兰州市一个突出的环境问题。然而,目前对于复杂地形下石化工业城市O3形成机制和污染防控仍缺乏深入认识,急需基础科研开展,用于指导兰州市O3污染精细化防治。在此背景下,本文利用地面观测数据,分析了兰州市O3及其前体物时空变化特征,介绍了石化工业区的早晨臭氧高峰（MOP）现象。为利用空气质量模式研究兰州市O3污染的成因机理,本文建立了兰州市高分辨率人为源排放清单（HEI-LZ16）,进而利用WRF-Chem模式设计敏感性试验,研究了复杂地形对河谷城市O3的影响,分析了MOP现象的成因机理。基于痕量气体和气象要素观测数据,利用基于观测的模型（OBM）研究了O3化学生成机制,最后,提出了基于VOCs物种的O3污染精准控制策略。主要结论如下:（1）2014—2018年,兰州市O3日最大8小时滑动平均90百分位浓度（MDA8-90）逐年上升,2018—2021年缓慢下降,最大O3MDA8-90出现在2018年（168.2μg/m~3）。2014—2021年夏季,石化工业区出现MOP日的天数占总天数的百分比高达27.7%,O3超标日中MOP日的占比为43.5%。MOP日和NMOP日O3MDA8浓度分别为162.9±54.1和130.6±46.2μg/m~3,从控制O3污染的角度出发,控制MOP现象的发生,可以显著减少兰州市的O3超标日。相关性分析和显著性检验结果表明,强辐射、高温和低湿是发生MOP现象的有利气象条件,MOP日早晨VOCs和NO2的浓度高于NMOP日。（2）兰州市2016年人为源排放的SO2、NOx、CO、NH3、VOCs、PM10、PM2.5、BC和OC的总量分别为25642、53998、319003、10475、35289、49250、19822、2476和1482 t a-1,SO2和CO排放最大的子源为化石燃料燃烧,贡献率分别为84.1%和45.9%,NOx排放最大的子源为移动源（54.0%）,NH3排放最大的子源为农业源（89.3%）,VOCs排放最大的子源为石油化工源（25.3%）,PM10和PM2.5排放最大的子源为道路扬尘源,贡献率分别为56.4%和33.9%,BC和OC排放最大的子源为生物质燃烧,贡献率分别为59.7%和78.9%。（3）日间,在山脉的遮挡下,向下太阳地表辐射（SR）的减小与O3浓度的下降呈现明显的相关性（R=0.62,p＜0.01）。夜间,山风将高浓度O3从山区带入城市,伴随着NO滴定效应的减弱,导致夜间O3浓度上升。虽然复杂的地形限制了O3的传输和扩散（PBLH降低和风速减小）,但陡峭的山脉阻挡了到达城市的太阳辐射,最终,复杂地形仍然导致兰州市主城区夏季日间O3浓度下降了6.8μg m-3（95%CI:9.7,3.8）。（4）在兰州石化工业区,光化学反应和O3的垂直混合与传输对MOP形成的贡献分别为60.2%和39.8%。MOP日早晨NOx循环和ROx循环速率约为NMOP日4倍,HO2+NO循环和RO2+NO循环对O3生成的贡献同等重要。VOCs与O3反应是兰州市石化工业区OH自由基最主要的初级来源,OVOCs光解为HO2和RO2自由基最主要的初级来源。日间大气氧化性由OH自由基主导,夜间大气氧化性由NO3自由基主导。（5）2018年之后,兰州石化工业区O3生成由NOx控制转为过渡区或VOCs控制。在2019年夏季,早晨O3生成处于VOCs控制区,下午O3生成处于过渡区。多种方法的结果表明,目前,在兰州石化工业区,降低烯烃浓度,特别是C4—C5烯烃（反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯、1,3-丁二烯、反式-2-戊烯、顺式-2-戊烯和异戊二烯）,是控制O3污染的最有效策略,而降低NOx和非烯烃浓度对缓解O3污染效果不大。