区域污染控制国际合作联合实验室的组建主要依托北京大学环境科学与工程学院、环境模拟与污染控制国家重点联合实验室、以及水沙科学教育部重点实验室。德方合作单位是德国于利希研究中心及其下属的对流层研究所和工程、电子与分析研究所，是欧洲最大的研究机构之一。双方具有多种大型研究设备，中方有覆盖自由基来源-循环和去除过程的地面超级观测站系统、大型超高分辨率质谱系统、决策分析模式系统等，德方拥有多种大型装置，如飞艇观测平台、大型室外环境模拟箱和区域空气质量模拟系统及相关全球数据库等，为“区域污染控制”的联合研究奠定了基础。
图1：国际合作联合实验室的大型研究平台及设备
联合实验室的中方合作单位是北京大学环境科学与工程学院、环境模拟与污染控制国家重点联合实验室和水沙科学教育部重点实验室。北京大学是我国最早开展环境学科教学和科研的机构之一，经过40余年的快速发展，形成了在国内环境学科领域的整体优势地位，成为国际环境科学与工程领域具有较大影响的教学与科研机构。据ESI统计，北京大学环境/生态学科已跻身全球前1‰；在最新的QS国际学科评估中，北京大学环境学科位列全球21位，已成为国际环境科学与工程领域具有重要影响的教学与科研机构。
在长期的研究中，北京大学最早提出“大气复合污染”、“河流全物质通量”和“环境文明”等科学概念与理论框架，得到国际上广泛认可。主要成效有：
（1）发展了大气多污染协同控制理论和方法，被纳入国家中长期科技发展规划及国家重点研发计划重点领域；引领了国家大气污染防治科技计划制定和实施，建立了区域大气复合污染防治的技术体系和示范平台，在珠三角、京津冀、长三角和中西部地区推广应用。获得国家科技进步二等奖、教育部自然科学一等奖、环境保护科学技术奖一等奖等多个奖项，在国际一流专业期刊（Atmos. Chem. Phys.、Atmos. Environ.）出版专辑4个，在Science、PNAS、Nat. Geosci.、J. Geophys. Res.、Environ. Sci. Technol.等期刊累计发表SCI论文200余篇，在国内外大气化学研究领域产生了积极影响。2012年主办大气化学国际最高学术水平双年会—第12 届全球大气化学(IGAC)国际会议，提高了中国在大气化学领域的学术声誉。
（2）在河流物质通量监测、水沙介质中污染物的迁移转化、生物响应机制等方面取得了系统的研究成果。在PNAS、ES&T等国际杂志发表SCI论文200余篇，获得授权专利40余项。相关成果获得了国家科技进步二等奖、国家技术发明二等奖。
（3）建立了污染物环境暴露-人体内暴露-健康效应标志物的机理联系，支撑了化学品安全、臭氧层保护的国家决策与国际履约，相关成果发表SCI论文100余篇，并获2015高校自然科学一等奖。相关成果在JAMA、PNAS等发表SCI论文100余篇，并获教育部自然科学一等奖。
目前，经过几代科学家的共同努力，北京大学环境科学与工程学院已形成了以中青年学者为主体的学术队伍，包括国家自然科学基金委创新群体2支，教育部创新团队1支，科技部重点领域创新团队1支；中国科学院院士1名，中国工程院院士2名，长江特聘教授2名和长江讲座教授1名，国家杰出青年基金获得者5名，国家优秀青年基金获得者2名，青年长江学者奖励获得者2名，“千人计划”专家2名，青年拔尖人才计划奖励获得者1名；联合实验室引进“千人计划”学者1名、青年千人5名。
联合实验室的德方合作单位是德国于利希研究中心及其下属的对流层研究所和工程、电子与分析研究所。
于利希研究中心（Research Center Jülich）是德国亥姆霍兹联合会下属的研究机构之一，成立于1956年。研究中心在成立之初的研究领域主要侧重于核物理研究方面。之后，研究领域逐步扩展到能源与环境、信息科技、脑科学研究。目前，于利希研究中心下辖9个研究学部，共计56个研究所，有超过5000名研究人员，是欧洲最大的研究机构之一。研究中心拥有多种享誉欧洲、甚至全球的大型装置，如粒子加速器COSY、超级计算机JUGENE、托克马克实验装置TEXTOR、大气环境模拟箱SAPHIR等。该研究中心与德国和世界的诸多大学和研究机构在科学研究、学生培养方面有着紧密的合作关系，承担了诸多欧盟和德国的重大科研项目，并取得了卓越成果。该研究中心教授彼得·格林贝格尔因发现巨磁电阻效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。
于利希研究中心对流层研究所（Institute of Energy and Climate Research: Troposphere）隶属于能源与气候研究学部，主要关注于新能源、新材料的研发与应用，空气污染与气候变化研究。对流层研究所的主要研究内容为发生在对流层中的、对大气化学组成和气候变化有重要影响的化学与物理过程，主要包括：（1）地表附近的天然源和人为源对痕量气体（如挥发性有机物、氮氧化物、一氧化碳等）的直接排放；（2）痕量气体在大气中的化学转化；（3）气态污染物在大气中的空间分布。其研究关注于对大气痕量气体时空分布的长期观测、大气自清洁机制的形成与发展、和大气气溶胶的生成与老化机理。其研究手段涵盖了目前国际大气化学研究领域所使用的所有主流方法，即大气痕量组分的外场观测、大气化学过程的实验室模拟、以及大气化学反应机理和空气质量模型的构建和改进。对流层研究所拥有目前世界范围内体积最大（270立方米）、清洁程度最高的大气环境模拟舱SAPHIR，可实现对大气化学过程的精确模拟和控制，从而可以在最接近实际大气的条件下研究大气化学反应机理。此外，SAPHIR也是开展针对大气污染监测设备的测量比对工作的理想场所。
在大气痕量组分的监测方面，对流层研究所开发和拥有多种尖端测量设备，对于目前对大气污染形成具有影响的大多数关键物种（如HOx和NO3自由基、挥发性有机物、氮氧化物、气溶胶化学及物理性质等），能实现同步在线测量。特别是在大气化学的核心物种羟基自由基的测量方面，研究所是全球唯一一家成功开发并应用激光诱导荧光（LIF）和差分光学吸收光谱法（DOAS）两种技术的单位。基于对先进测量技术的掌握，对流层研究所实现了在多种观测平台（如地面观测站、大型商用客机、飞艇、喷气式商务机、流动观测车等）上架设动态监测设备，对大气痕量组分的全球和区域分布进行长期或重点观测。基于外场观测结果和SAPHIR模拟箱的实验结果，对流层研究所开发和改进了多种大气化学模式，并用于欧洲区域和全球的空气质量预报及气候变化研究。除自主研究外，对流层研究所与诸多大气化学研究领域的国际知名研究机构和院校有着密切的交流与合作。
近年来，对流层研究所主持了多项欧洲空气污染和气候变化重大研究项目（如，EUROCHAMP-I/II、MOZAIC、IAGOS、PEGASOS等），并参与了数十项欧盟和亚洲的空气质量研究项目（如，PRIDE-PRD、CAREBEIJING、HALO）。从2009年至今，作为第一单位，累计发表SCI文章（期刊IF > 4）290篇。其中，Nature文章3篇，Science文章3篇，Nature Geoscience文章2篇。在2012年和2013年进行的两次综合评估中，对流层研究所被国际同行专家评为全球大气化学研究领域最具竞争力的研究所之一。
于利希研究中心工程、电子与分析研究所（Central Institute of Engineering, Electronics and Analytics ）致力于开发分析方法，同时使用多种化学和物理手段解决具有挑战性的科学问题。目前，研究所开发和拥有50多台尖端测量设备，包括7个高分辨率和超高分辨率质谱仪，以及包括固态核磁共振在内的4个核磁共振仪器，每年进行约25 000次分析。在物质相态微观测试方面，可以实现在分子、原子层面分析物质元素组成和固体表面呈层特征，特别是具备开展不同环境条件下纳米颗粒粒径分布变化趋势的研究能力。近年来，研究所主持了多项重大研究项目，如中德清洁饮用水项目、兼顾能源回收的水处理项目等。
