京津冀地区由于独特的地理环境以及大量的能源消耗,是我国大气复合污染问题的严重区域。其中位于河北省南部的武安市以钢铁行业为经济支撑,由于产业结构的影响,空气污染形势极为严峻,大气环境质量在河北省及全国排名倒数,是我国空气污染最为严重的地区之一。数据显示,2018-2019年武安市PM_2.5年均浓度约64.9μg/m³,与国家环境质量二级标准存在较大的差距。高能耗、高污染产业的聚集是武安市大气严重污染的重要因素之一,目前迫切需要对武安市大气污染来源与综合治理开展研究,为武安市大气环境质量改善提供科学、有效的支撑。本研究基于课题组多年累积的清单成果,进一步收集整理了武安市详细的污染源活动水平数据,针对武安市重点污染源开展实测,修正本地化污染物排放因子,获取重点源颗粒物成分谱数据,更新完善了武安市及周边区域2018年大气污染源排放清单。环境样品组分测试结果显示,二次离子(SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺)是大气PM_2.5的主要成分,在PM_2.5中的占比为39.0%～41.5%,其次为OM,在PM_2.5组分的平均占比为25.4%。清单结果表明,2018年武安市SO₂、NOx、TSP、PM₁₀、PM_2.5、CO、VOCs、NH₃、SO₄^2-、NO₃^-的排放总量分别33049、61566、97962、52251、24467、1912994、42853、3185、2515、371吨,以钢铁行业为主的工业源对各类污染物的排放贡献最为突出。基于武安市污染源排放清单结果与环境PM_2.5采集样品测试结果,采用融合受体模型及数值模拟的方法对武安市PM_2.5开展来源解析。应用PMF和CMB受体模型对武安市PM_2.5进行一次组分来源解析,应用WRF-CAMx数值模型对武安市PM_2.5二次组分进行来源解析,综合多站点颗粒物一次组分和二次组分解析结果,得到武安市综合的来源解析结果。根据综合解析结果,冶金行业是武安市PM_2.5的主要贡献来源,年均贡献比例为24.1%,夏季冶金行业贡献更为突出,贡献比例达到26.6%,其中武安八中站点钢铁行业对PM_2.5年均贡献浓度最高,达到25.0%;其次为无组织扬尘,年均贡献率高达23.1%,其中奥钛点贡献比例最高,达到24.9%。CAMx-PSAT空间来源识别结果表明,武安市PM_2.5浓度在四季均以本地排放贡献为主,贡献范围在60.1%～74.2%之间。邯郸市区域内其他区域的传输贡献为12.8%～20.1%,其中峰峰磁县区域的传输贡献高于邯郸市其他区县,邯郸市外围区域的传输贡献为13.0%～19.8%,其中邢台市的传输贡献最为突出。基于建立的污染源排放清单,利用基于WRF-CAMx-PSAT耦合模型的污染源来源识别技术对武安地区进行了敏感方位识别。模拟结果表明,10 km相同距离上,敏感性最高的W方位约为最低的SE方位的1.90倍;20 km相同距离上,敏感性最高的WSW方位约为最低的E方位的2.39倍。利用上述方法对武安市重点工业企业开展敏感性筛选,根据筛选结果,位于武安市城区的四家钢铁企业（明芳、新金、文丰、文安）及玉洲焦化敏感性明显高于周边企业,是大气污染物排放削减优先控制的排放源。武安市各乡镇敏感性结果表明,由于距离及主导风向等条件的影响,武安镇对市区的敏感性最高,其次为午汲镇、西土山乡与上团城乡,活水乡、管陶乡等西部山区的几个乡镇敏感性较低。本研究结合环境颗粒物样品测试结果与数值模型,分析武安市SO₂、NOx、NH₃、VOCs与一次PM_2.5之间的当量转化系数。基于上述研究,建立了以污染源减排成本最低为目标,减排潜力、政策减排量、浓度降低目标等约束条件的武安市PM_2.5优化控制模型,其中引入了来源解析结果、敏感性结果及污染物当量系数,获取了武安市不同区域大气污染源优化减排方案。研究结果表明,武安市区PM_2.5年均浓度降至52μg/m³以下时,武安市PM_2.5削减当量为1.1万吨,减排比例为26.2%,其中核心区与高污染负荷区的减排贡献最为突出,减排量贡献最大的污染源是冶金源,散煤源在各个区域的减排量中均有较高贡献。结合武安市重点行业分布情况,本研究提出无差别管控、优化管控及搬迁管控三种工业企业限产管控方案,模拟评估结果表明,优化管控相比于无差别管控达到相同的钢铁产品产量时,PM_2.5浓度下降更为明显;搬迁管控方案能够在进一步降低PM_2.5浓度的同时增加武安市整体产品产量,实现更高的环境与经济效益。