中国近几十年来经济的飞速发展带来严峻的PM2.5污染问题。PM2.5污染严重危害公众健康,阻碍社会经济发展。针对PM2.5污染治理,中国政府付出了巨大努力,尤其在2013年9月国务院发布《大气污染防治行动计划》之后,中国的大气污染防治工作力度空前。虽然中国近年来在PM2.5治理上取得了显著成效,但中国大部分地区的PM2.5浓度依旧远高于世界卫生组织（WHO）的空气质量指导标准,由PM2.5污染暴露造成的公众健康负担依然十分显著。随着污染治理工作的深入,末端治理空间和减排潜力越来越小,产业结构优化调整成为深化PM2.5污染源头防治的重要抓手。本研究旨在从经济-大气环境-社会多维交互视角,探讨以产业结构优化实现PM2.5污染治理的可行方案及由此带来的PM2.5污染相关健康效应的变化。首先,本文探讨了PM2.5及其前体污染物耦合视角下产业部门关联机制,识别了经济系统中多种大气污染物耦合的关键产业部门和产业链。结合投入产出分析和产业关联分析,本研究构建了多污染物耦合视角下产业部门关联分析框架,基于2017年中国31省市42部门的投入产出模型,结合PM2.5污染相关7类大气污染物(一次PM2.5、CO、NOx、SO2、NH3、BC、OC)的排放清单,筛选得到了42个多污染物耦合关键产业部门。从产业部门关联来看,金属冶炼和压延加工品业在一次PM2.5、CO和SO2排放的隐含转移方面产业关联效应显著,交通运输、仓储和邮政业在NOx、BC、OC排放的隐含转移方面产业关联效应显著。对包括上述两种产业类型在内的关联效应较强的多数关键产业部门,其净前向关联均显著高于其净后向关联。山东、河北、江苏是多种大气污染物耦合关键产业部门和产业链分布最密集的省份,其多种大气污染物隐含排放转移的主要路径为非金属矿物制品部门→建筑部门、金属冶炼和压延加工品部门→金属制品部门、金属冶炼、压延加工品部门→建筑部门。其次,本文评估了中国地区PM2.5污染的公众健康和社会经济影响。利用PM2.5污染暴露-响应健康评估模型GEMM和按年龄调整的统计生命价值方法Age-adjusted VSL,本文量化了2015-2021年中国城市尺度PM2.5污染暴露导致的过早死亡和经济损失,并揭示了污染暴露水平、人口规模、人口老龄化、基础死亡率和居民收入五种因素对PM2.5污染相关影响年际变化的贡献。研究结果表明,2015-2021年,中国地区由PM2.5污染造成的年度过早死亡总人数年均减少约3.1%,2+26城市群和长三角城市群更是减少四分之一以上。污染暴露水平是决定PM2.5污染相关公众健康影响的首要因素——中国2021年PM2.5年均浓度相较于2015年下降约18μg/m~3,避免了约63.5万例过早死亡。虽然受居民收入水平增长驱动的影响,2015-2021年PM2.5污染造成的年度人均经济损失增长了9.3%,但低于同期我国全体居民人均可支配收入的增长（59.9%）。此外,老年人群暴露问题值得警惕,2015-2020年暴露于年均浓度5μg/m~3（WHO的空气质量指导标准）以上PM2.5污染的老年人口增加了16.4%。至2021年,人口老龄化促使PM2.5污染相关年度过早死亡和经济损失相较于2015年分别增长14.9%、11.3%。基于对多种大气污染物耦合视角下产业部门关联机制的分析,本文探讨了以PM2.5污染治理为目标的产业结构优化方案。利用多目标粒子群优化算法（MOPSO）,以PM2.5污染相关7类污染物减排为目标,在部门生产力水平和能源消耗总量等条件的约束下,对2017年中国31省市42部门的经济产出结构进行优化调整。基于不同决策需求角度,本研究设定了经济系统总产出扰动最小、能源消耗最少和大气污染物协同减排效果最优三种决策情景对多目标产业结构优化方案进行筛选。结果表明,从情景一到情景三,大气污染物的减排效果逐渐递增。在情景三的产业结构优化方案下,一次PM2.5、CO、NOx、SO2、NH3、BC和OC排放分别能减少7.16%、8.54%、7.45%、7.19%、6.25%、7.94%和7.61%。从减排的空间分布来看,河北、河南、山东、江苏四省是多种大气污染物协同减排的聚集区域,其一次PM2.5、CO、NOx、SO2减排幅度均在10%以上。北京、上海和广东等第三产业发达的省市在产业结构优化中经济产出增长明显,但更倚赖钢铁产业和非金属制品业等污染密集型制造业的河北和河南则需要以牺牲经济产出为代价换取污染物减排。从减排的产业分布来看,以非金属矿物制品业和金属冶炼和压延加工品业为代表的污染密集型制造业,以及以交通运输、仓储和邮政业为代表的生产性服务业在产业结构优化中首当其冲,其经济生产受到了较大程度的限制。最后,本文进一步评估了以PM2.5污染治理为目标的产业结构优化所带来的PM2.5污染改善和公众健康效益。利用空气质量模型GEOS-Chem,模拟了产业结构优化前后中国地区的PM2.5污染水平和空间分布的变化,进而利用GEMM和Age-adjusted VSL方法量化了产业结构优化前后PM2.5污染相关过早死亡和经济损失的变化。结果表明,在PM2.5污染相关7类污染物协同减排效果最优的产业结构优化方案下,中国地区PM2.5年均浓度下降约6.7μg/m~3,能够避免49.8万例PM2.5污染暴露造成的过早死亡,PM2.5污染相关经济损失减少约21.7%。2+26城市群、成渝城市群和汾渭平原城市群是产业结构优化后PM2.5污染改善最显著的地区,其PM2.5年均浓度下降幅度分别能够达到26.1μg/m~3、22.6μg/m~3和20.4μg/m~3,相应地,优化后三地区PM2.5污染相关过早死亡人数相较于优化前分别减少25.9%、30.2%、24.7%。河南和河北虽然在产业结构优化后经济产出受损,但其PM2.5污染相关的过早死亡人数分别能够减少5.30万人和4.48万人,相较于产业结构优化前减少四分之一以上。综上所述,本研究结合经济学模型、空气质量模型、公众健康效应评估模型和多目标智能优化算法,揭示了经济生产活动产生PM2.5大气环境污染,PM2.5污染影响反过来危害公众健康、阻碍经济发展的多系统交互机制,探讨了以PM2.5污染治理为目标的产业结构优化所带来的PM2.5污染改善和相关公众健康效应变化,证明了兼顾经济效益、环境效益和公众健康效益的产业结构优化方案的可行性,能够为基于产业结构优化制定大气污染源头防治方案提供更全面系统的模型理论支撑。