随着我国城市化和工业化进程的加快，城市空气污染问题已越来越受到诸多研究领域的重视。目前，机动车排放的NO₂被认为是城市空气光化学烟雾污染主要来源。在众多NO₂的治理方法中，很多专家和学者把纳米TiO₂光催化材料作为治理城市街道机动车排放NO₂的一种新途径。本文以机动车排放污染物NO₂为主要研究对象，依据湍流数值模拟基本理论，应用FLUENT流体模拟软件对影响城市街道机动车排放NO₂扩散的各种自然环境进行了模拟；通过室外监测，综合运用数理统计、模糊集合法、模糊聚类和主成分因子筛选等数学方法，对机动车排放污染物室外采样时间和采样点进行了系统研究；在室外采样研究基础上，利用室内模拟城市街道空气自然状态，研究纳米TiO₂光催化材料净化城市街道机动车排放NO₂的效果及各种因素对其的影响，最终得出了以下结论：1．风速、风向、温度、污染源距离等气象与地理因素对城市街道机动车排放污染物扩散均有明显影响。2．通过对哈尔滨市和兴路监测，在综合运用数理统计、模糊集合法、模糊聚类、主成分因子筛选等数学方法的基础上，建立了一套针对城市道路污染物的采样时间和采样点数学模型，并通过实例验证取得了较为满意的结果。3．在实地采样的基础上，利用室内模拟城市道路空气环境，对纳米TiO₂光催化材料净化城市街道机动车排放NO₂的效果进行了研究，试验证明了环境光强、温度、湿度等因素对TiO₂光催化材料净化城市街道机动车排放NO₂有较大影响。