近年来,随着城市化、工业化的快速发展以高浓度臭氧(O3)为特征的光化学烟雾污染在珠江三角洲地区(以下简称珠三角)时有发生,臭氧成为该地区首要污染物的频率越来越高。由于臭氧与其前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)呈显著的非线性响应关系,且受气象条件、排放源分布和土地利用类型等影响,臭氧污染仍然是珠三角地区大气污染控制研究的重点和难点之一。本研究在本地化模型物种谱建立与对比的基础上,利用经验动力学方法(Empirical Kinetics Modeling Approach,EKMA)建立了珠三角典型地区臭氧及其前体物的非线性响应关系。通过分析臭氧及其前体物关系特征,识别各典型地区臭氧生成机制并评估不同前体物削减比例对臭氧控制效果影响,为该区域臭氧控制政策的制定提供科学性建议。本论文的主要工作和结论如下:首先,在道路移动源、工业有机溶剂使用和非工业有机溶剂使用源等典型VOCs化学成分谱实测研究的基础上,建立了基于大气模型化学机理CB05和SAPRC-07的本地化模型物种谱,并与基于USEPA SPECIATE数据库建立的物种谱进行对比分析。结果显示:(1)基于SAPRC-07机制建立的本地物种谱与SPECIATE差异较CB05机制明显;(2)制鞋、家具制造、轻型汽油车和摩托车等本地物种谱与SPECIATE物种化结果差异较小;(3)印制电路板、轻型柴油车、LPG出租车及非工业有机溶剂使用源的物种谱差异较为明显。再者,通过对比验证本地与SPECIATE模型物种谱对该区域臭氧模拟效果影响,建立适用于该地区臭氧特征综合分析的模拟平台。结果表明:基于CB05机制的臭氧模拟结果与监测值吻合度更高;利用本地模型物种谱的模拟平台更有利于该地区臭氧高浓度的捕捉。在此基础上,基于珠三角地区污染物浓度监测值和城市特点、土地利用类型分布、监测站点属性以及前体物削减比例研究等,建立了典型区域在臭氧日及非臭氧日的臭氧等浓度曲线,探讨不同污染时段各典型区域臭氧及其前体物非线性响应关系。结果表明:对于典型臭氧污染时段,(1)以广州和深圳市区为代表的典型市区和以东莞、佛山工业区为代表的典型工业区夏季臭氧受NOx和VOCs共同影响,秋季臭氧则主要受VOC控制;(2)以万顷沙为代表的典型城郊区夏季和秋季臭氧均处于VOC控制区;(3)以江门西南部为代表的典型乡村夏季臭氧生成机制为明显的NOx控制,秋季臭氧处于过渡区,NOx作用较VOCs显著。最后,基于各区域典型污染时段臭氧等浓度曲线,分析了典型的前体物削减比例对臭氧控制效果影响。结果表明:由于臭氧生成机制具有区域性和季节性特征,最佳的前体物削减比例不可一概而论。在本研究中,从理论上讲,对于大部分典型区域而言,VOCs/NOx=1:2和VOCs/NOx=3:1分别为夏季和秋季臭氧较佳前体物削减比例。但综合控制方案的效果及可行性,VOCs/NOx=1:1可能更适用于珠三角地区高浓度臭氧污染的控制。