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国内外关于大气污染的研究主要是从三个方面展开的：一是关于污染现状的研究；二是关于影响因素的研究；三是关于联防联治的研究。
这一方面的文献以AQI、API以及粗颗粒物（PM10和PM2.5）为研究对象。如高会旺等（2014）收集了73个重点城市2007—2012年的API日均值数据，分析API指数的时空分布特征，以及API受区域分布和季节变化的影响。刘华军和杜广杰（2016）发现，中国城市空气质量存在空间非均衡以及空间自相关性。肖悦等（2017）通过对86个重点城市的研究表明，京津冀、西北以及中部省份长期处于高污染状态；南部沿海、云贵和青藏高原地区长期处于空气质量较佳状态，部分地区如河北、山东、河南、江苏污染在加重。李名升等（2013）在对我国2002—2012年地级以上城市PM10污染进行时空格局分析的基础上指出，我国PM10空间分布格局没有发生明显改变，仍然是“北重南轻”，尤其在北方城市供暖期间差异更加明显。重污染区域的城市数量显著下降，由重污染城市连片变为零星点状分布。马黎和梁伟（2017）在运用莫兰指数以及LSM模型对空气质量空间特征进行分析后发现，我国城市空气污染表现出较强的空间溢出效应，空间集聚特征明显。国外学者对于我国AQI以及各分项污染物的研究发现，可吸入颗粒物的分布受时间的影响，不同的季节以及不同气候对污染水平有显著影响。Jiunn-Der Duh（2008）发现SO 2 和PM10随着城市的发展会出现非线性下降，而NO 2 的波动浮动却比较大。
这一方面的文献主要从两个视角进行研究：一是从自然或社会的视角，如气象、生活方式、能源结构等分析污染的原因；二是从经济的视角，如FDI、工业化、对外贸易、经济发展等方面进行研究。李茜等（2013）分析经济发展对空气污染的影响，发现SO 2 与人均GDP之间呈倒U形关系，而NO 2 、PM10与人均GDP之间呈U形关系，第二产业比例、建成区面积都与主要污染物成正相关。根据Grossman和Krueger（1991）提出的环境库兹涅茨曲线假说，初始阶段一个地区的环境污染会随着经济增长而加剧，二者关系在经济发展到一定程度后出现拐点，随着经济发展，环境污染趋于缓和。文献研究表明，能源结构、城镇化、FDI和出口商品结构都是导致城市空气质量恶化的原因。向堃和宋德勇（2015）基于省级面板数据分析PM2.5的空间特征以及GDP总量、人口总数、能源结构对其分布的影响，发现PM2.5呈现出空间上的相关性以及地区之间的异质性特征。蔺雪芹和王岱（2016）发现，社会经济要素对大气质量的影响方向和强度会受到很多其他因素的影响。如Qu等（2010）的研究表明，我国城市空气污染指数在空间分布上存在明显的南北方分界线，即秦岭至淮河一线，这是由于分界线两边的降雨分布存在明显差异，这证明了降雨在影响空气污染区域分布中起着重要作用。Fang et al.（2015）的研究证明，由于在空间上不均衡的城镇化发展水平，导致大气污染存在显著的地区差异。
大气的流通并不会因为人为划定行政边界而受到影响（王金南等，2012），因此需要地区之间的联防联治，但是由于大气环境资源具有公共产品的特点，导致联防联治存在困难。针对如何联防联治，蔺雪芹和王岱（2016）认为，污染治理不是简单地全面遏制经济发展和控制城镇化水平，而要综合分析当地的资源环境基础和发展现状特征，选取关键要素，抓好治理重点和方向。
国内外文献关于水污染的研究主要从水污染治理、经济发展与水污染关系和水污染的空间密度特征等方面展开。
这方面的文献着重分析水污染治理不足的原因，提出新的治理方法。叶汉雄（2011）以湖北省第二大淡水湖梁子湖为例，剖析了梁子湖湖水污染治理困难的原因，即治理主体不足、各主体之间信任度不足和合作机制不够完善。陈雯（2012）研究发现，用于治理水污染的固定资产投资不仅会直接降低水污染排放系数，且对地区的经济增长产生促进作用，但这种投资不利于贸易条件的改善；水污染税对于有害物质的排放具有明显的抑制效果，也会遏制重点污染企业的扩张，从整体上促进整个经济体向清洁化的方向发展。张颖（2013）研究表明，省级政府的规制对当地污染有着显著影响，而地理位置则会影响政府的规制效率，由于上游地区规制强度相对较低，因此污染有通过“搭便车”效应而被转嫁给下游地区的倾向。
许正松和孔凡斌（2014）发现，江西省的环境污染与人均GDP之间呈N形曲线关系，工业增加值占GDP比重越高，环境质量会随着经济发展先恶化，恶化到一定程度后改善，然后再恶化。除此之外，研究结果还表明：工业增加值占GDP比重与环境污染之间存在着显著的正相关性，即污染物排放随着工业化进程的推进不断增加；贸易开放程度存在着对环境污染的正面影响，即江西省出口额的增加加剧了其环境污染，这印证了江西省符合“污染避难所”假说，即跨国公司通过向欠发达地区投资，从而转移污染。王火根等（2013）的研究发现，导致我国环境污染的最主要原因是经济发展的推动，我国绝大多数的环境污染均来自经济规模的扩张；另外，市场开放尤其是贸易部门的开放对环境污染也有显著的影响，随着对外贸易的发展，特别是加工贸易比重的提升，环境污染会变得更加严重；我国工业产业比重过高也是污染增加的一个重要原因；科技进步能够通过提高能源和资源的利用效率，减少相同产出下的资源损耗和污染产生。
王新成等（2014）探究了我国主要污染物的空间分布和水污染格局，发现主要污染物如汞、铅等具有明显空间自相关性的空间分布，且这些污染物的扩散程度与分布和地区经济发展水平有着密切关系，人口活动密集的地区其水污染程度也明显比其他地区高。张静等（2018）探究了工业水污染的地理分布特征和行业分布特征，认为应当根据水污染空间密度，对不同地理区域、不同行业制定并采取有针对性、适应情况的水污染防治措施，对排放量位于前列的行业和地区，加大水污染管控工作并提出更加严格的治理方案。