2013年以来,随着我国大气污染防治工作的不断推进,全国范围内PM2.5浓度明显下降,但臭氧（O3）污染呈现逐年上升的趋势,京津冀及周边、汾渭平原、长三角地区、珠三角地区和成渝地区的O3污染成因受到越来越多的关注。榆林市位于黄土高原北部和毛乌素沙漠东部边缘,长期以来被认为是北方地区沙尘的来源地之一,对其大气污染的研究多是围绕颗粒物进行。榆林市是我国重要的能源基地和最大的煤化工基地,随着煤化工、石化和交通运输业的高速发展,O3前体物挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）排放量逐年增长,O3浓度呈现上升的趋势,O3污染已经成为影响环境空气质量的最主要因素。本研究以陕西省榆林市作为研究对象,基于环境空气质量监测和VOCs强化观测数据,开展了榆林市环境O3污染特征、VOCs大气氧化机制、NOx污染特征及O3污染成因研究,得到的主要结论如下:（1）自2017至2019年榆林市O3浓度年评价值从72 ppbv升高至75 ppbv,O3污染天数也从26天上升至34天,O3污染程度整体呈上升趋势。O3季节变化特征明显,夏春季O3浓度高于秋冬季,O3污染事件集中发生于5-8月。夏季O3浓度与其他大气常规污染物浓度之间相关性大于其他季节,且O3浓度与PM2.5呈现同升的现象,说明夏季光化学作用导致的二次气溶胶生成同样成为影响PM2.5的重要因素,二者同源性较好,大气复合污染特征显现。（2）2019年7月7日至8月10日对O3及前体物VOCs强化观测期间VOCs浓度范围为5.75-90.85 ppbv,乙醇、2-己酮、异戊烷、乙烯和1-丁烯是关键的VOCs物种。正交矩阵因子分析解析结果显示,柴油车排放（20.6%）和工业源排放（17.0%）是影响榆林市城区环境O3浓度的关键来源。通过基于观测的O3污染来源解析模型分析O3生成的敏感性发现榆林市处于VOCs控制区,人为源VOCs的相对增量反应性值（0.76%/%）最高。分析VOCs相对增量反应活性发现,控制机动车（柴油车）及工业源,对降低O3浓度效果更明显。（3）2018-2020年榆林市环境空气二氧化氮（NO2）年均浓度分别为41μg/m3、42μg/m3和37μg/m3,整体呈下降趋势,超标日多分布在10月-次年3月。陕甘宁蒙晋交界地区的NOx排放量整体较高,榆林市本地的高排放引起本地NO2浓度相对较高,同时来自于东部、南部山西和北部等NOx源排放量高值区域和NO2高浓度区域的气团传输对榆林市NOx污染有重要贡献。榆林市的NOx排放对周边也有重要影响,特别是处于下风向的延安市。（4）对2017-2019年5-8月O3超标的气象因素分析发现,温度高于25℃、湿度小于60%、风速小于3m/s以及偏南风时,易造成O3污染。利用后向轨迹模型分析当O3污染事件发生时的污染气团传输结果表明,从年际变化看,2017和2019年主要是受来自汾渭平原污染气团传输的影响,2018年主要受鄂尔多斯,延安和汾渭平原污染气团传输的影响。（5）基于观测的模型分析不同减排情境下对O3浓度的影响进行分析,从人为源VOCs和NOx的减排比例来看,当减排比例大于1:1时可以降低O3浓度。设置四个O3浓度降低目标,分别为5%,10%,30%和40%。当降低目标为5%和10%时,通过现有的前体物减排手段和技术有望达成,当O3的降低目标为30%和40%时,VOCs浓度至少要降低60%和80%。