王淑蘭 柴發合 高 健
(中國環境科學研究院,北京 100012)
隨著我國經濟的發展,能源消耗和城市機動車數量迅速增加,PM2.5已成為我國城市大氣污染的重要污染物之一。我國主要城市群地區較高的PM2.5濃度,導致了灰霾等區域性大氣污染頻發。根據中國環境科學研究院觀測數據顯示,北京市大氣中PM2.5年均濃度約為80μg/m3,灰霾天氣中PM2.5質量濃度平均高達300μg/m3以上,在2011年4月30日的強沙塵暴過境期間,PM2.5濃度的小時平均值達到了驚人的580μg/m3,在2013年1月份重污染過程中,甚至達到1000μg/m3。可見,由于PM2.5導致的區域性大氣污染問題影響范圍之大,污染程度之重,在世界范圍內都是少見的。
綜上所述,我國以PM2.5污染為典型代表的區域大氣復合污染,已成為社會各界高度關注和亟待解決的重大環境問題,并在國家中長期科技發展規劃中被確定為資源環境領域的優先主題。為了在“十二五”期間,乃至我國中長期發展中使大氣PM2.5污染得到緩解,區域大氣復合污染得到有效遏制,大氣環境質量得到持續改善,需要環保部門在政策、標準、基礎研究、控制技術等領域進行一系列的儲備。
水泥生產、民用生物質燃燒、工業鍋爐是一次PM2.5的主要排放源,由于排放因子確定過程的隨機性和不確定性較強,造成PM2.5源排放清單的難度遠大于SO2源排放清單確定的難度。PM2.5具有多重的環境效應,不但影響區域能見度、損傷人體健康,同時具有氣候效應,這些特點加大了確定PM2.5環境影響的難度,也增加了量化PM2.5減排目標的難度。控制對策方面,雖然在奧運會、世博會區域聯防聯控措施實行中對包括顆粒物污染在內的復合型污染有一定的控制效果,但對于系統的多污染物協同控制對策并沒有進行深入地總結和研究,我國目前還沒有出臺真正意義上的PM2.5控制對策。
PM2.5前體物來源復雜,主要是 SO2、NOx、VOCs、NH3等。“十五”以來,我國煤炭消費量從15.2億噸增加到27.4億噸,增長80.3%,2008年我國重工業增長13.2%,6大高耗能行業增加值同比增長10.0%。“十二五”期間進一步減排二氧化硫的難度增大。氮氧化物對大氣環境質量的影響逐漸增加,控制氮氧化物的要求日益迫切。VOCs和NH3方面,我國尚未在全國開展控制工作,也未出臺全國的控制方案,對生產工藝排放的標準控制方面基本處于空白狀態。
目前我國全國范圍內缺乏PM2.5的監測數據,使得環保部門無法衡量PM2.5的污染水平。由于目前標準的缺失,使得PM2.5污染無法在空氣污染指數中體現,無法反映我國真實大氣污染狀況,這也成為制約我國PM2.5污染控制的障礙之一。
作為區域復合型大氣污染的典型代表污染物,PM2.5污染具有較強的區域性,因此,在控制 PM2.5污染上,需要從區域著眼,從區域與城市著手,以標準為尺度,以企業排污控制為落腳點。
PM2.5重點防治區首先分階段劃定行政區劃意義上的三區(環首都圈、長三角、珠三角)、十群及全國。三大重點防治區的劃分打破了傳統行政區劃上的三大城市群區劃,不但涵蓋了原有城市群區劃中的主要城市地區,還根據污染帶的空間分布納入了相關聯區域。
在各大區內區分PM2.5污染高值區,劃定PM2.5重點防治區域和一般防治區域;各區開展PM2.5專項研究,制定“十二五”區域PM2.5污染控制方案,及區域清潔空氣行動計劃;區域內建成PM2.5監測網絡,并在區域代表性站點增加能見度、黑碳、氣溶膠粒徑譜等觀測,并需進行PM2.5化學成分的監測;各區制定中長期區域及區域內城市 PM2.5控制戰略規劃;制定區域“十二五”及中長期PM2.5控制目標。區域內實行聯防聯控措施,實現統一監控、統一標準、統一規劃、統一目標、統一管理。
重點針對我國除“三區”以外十大城市群和重污染城市及經濟快速發展地區大氣復合污染的現狀與發展趨勢,以治理PM2.5污染為抓手,以推動重點城市空氣質量全面達標、避免城市群效應的發生和蔓延,保障全國城市環境空氣質量持續、穩定改善為目標,建立適合我國國情并可持續發展的城市空氣質量達標策略和管理機制。
我國城市總數已經達近700個,形成了京津唐、長江三角洲、珠江三角洲以及遼中工業群等幾大城市群。目前,這些重點區域的大氣細顆粒物污染加劇,以硫酸鹽、硝酸鹽和有機物為代表的二次顆粒物污染呈上升趨勢,各大城市也深受灰霾等污染問題困擾。長期以來,我國城市空氣質量管理一直采取“一刀切”的原則制定全國城市空氣質量管理策略,但針對具體污染問題的分類解決方案應該比一般的通用的政策更有效。因此,在PM2.5污染的控制問題上,除了依托區域聯防聯控措施外,還需制定以城市PM2.5污染改善為目的的分級管理計劃,以城市為單位進行精確控制。按照PM2.5達標現狀為我國城市進行分類,按類別制定體現差別的控制對策,同時需要通過實行各地的城市藍天工程、綠色交通物流防控工程、開放源污染防控工程、農村大氣污染防控工程等,在PM10及PM2.5達標的同時實現全國城市空氣質量的梯度改善和整體改善。
3.3.1 建立覆蓋全國的PM2.5監測網
優化環境質量監測網絡;著力加強專項監測能力建設(含VOCs、NH3、重金屬、臭氧);推進區域代表性監測網絡建設和農村大氣環境監測網絡建設;推進衛星遙感監測數據應用能力建設;全面加強數據質控能力建設,重點推進在線PM2.5監測與膜采樣對比工作;加強對大氣顆粒物組分與粒度分析的能力建設,完善顆粒物源解析技術;完善重大環境科研平臺與基礎設施建設;建立國家PM2.5分析測試中心。
3.3.2 建設環保部門能見度監測網
選擇代表性城市及農村站點,加入大氣能見度觀測;逐步推進顆粒物光學特征觀測,逐步加入光吸收(黑碳)、光散射等項目的觀測;強化大氣能見度與PM2.5的區域聯合監測,推進區域監測能力建設一體化;區域代表性監測點及風景區內監測點必設立能見度觀測,逐步將區域代表性站點建設成為包含PM2.5及相關重要污染物的綜合觀測站。
3.3.3 重點行業PM2.5排放監測體系建設
加強環保監測部門PM2.5排放監測能力建設;推動PM2.5重點控制區域內重點行業企業的 PM2.5排放監測工作;加快推進各級環境監察機構標準化建設進程,著重加強基層執法機構及能力建設,提高環境監察隊伍的執法能力,逐步健全環境執法監督體系,建立跨區域的聯合執法機制,聯合查處跨區域的環境問題和污染糾紛。
3.3.4 加強數據綜合分析能力和預報預測能力建設
提高PM2.5及相關污染物數據的綜合分析能力;建立PM2.5的環境風險評價指標體系,制定環境風險管理方案和環境應急監測管理制度;發展PM2.5污染及灰霾污染的預報預警系統,加強環境應急能力建設;加強PM2.5污染信息共享平臺建設;逐步加強環境信息共享與應用能力。
3.4.1 分區分時段的標準制定
鼓勵地方根據自身實際情況設置嚴于國家標準的PM2.5標準;逐步推進季節敏感污染物的地方特殊空氣質量標準及排放標準(夏秋高O3季節和冬季高PM2.5/10的前體物特別排放標準)。
3.4.2 借鑒國外經驗完善統計方法
參考美國環境空氣質量確定超標的方法,改善標準的統計模式。如:PM10日平均濃度三年中不超過一次;PM2.5年平均濃度三年平均不超過 15μg/m3;PM2.5日平均濃度第98百分位數的三年均值不超過35μg/m3;O3日最大8小時平均濃度年內第四高值的三年均值不超過80ppb,等等。
3.4.3 污染物限值
根據世界衛生組織標準,逐步加嚴;體現我國的經濟發展水平,提高國際形象;鼓勵設置地方性更加嚴格的污染物標準;量化增加公眾關心的灰霾指標(能見度)。
3.4.4 PM2.5考核體系建設
加強環境質量監督考核體系建設,科學調整大氣環境質量評價方法;根據在PM2.5重點控制區內逐步推進PM2.5環境考核;分階段、分區域將區域能見度納入區域聯防聯控的考核指標體系;各大區域的重點防治區需制定分階段達標目標,并逐漸推廣至各大城市群及全國;建立PM2.5減排及環境濃度削減的激勵及補償機制。
3.4.5 重視大氣顆粒物健康基準研究
大氣污染健康效應的環境流行病學調查是世衛組織和各國制修訂環境空氣質量標準的首要依據。因此我國需在“十二五”期間開展大氣污染前瞻性隊列研究,為我國未來制定、修訂環境質量標準提供最重要的本土科學依據。
3.5.1 水泥
完善產業政策,提高行業準入條件;優化產業結構,實現現代化規模化,控制總量,綜合考慮資源、能源、環境容量等配套條件,合理布局,協調發展;推廣新型生產工藝;采用先進除塵技術;加強無組織排放控制。
3.5.2 民用生物質燃燒
禁止農作物秸稈、城市清掃廢物、園林廢物、建筑廢木材、鋸末等生物質的露天焚燒;全面推廣秸稈還田、秸稈制肥、秸稈制氣等綜合利用;建立并完善秸稈綜合利用示范工程,促進秸稈資源化利用;采用遙感技術等輔助手段,完善跨部門的執法巡查制度,加強生物質露天燃燒的監管;穩步實施以沼氣、太陽能為重點的農村能源工程建設,大力推進農村能源清潔化;研發和推廣生物質能清潔利用技術,防治生物質燃燒的含碳顆粒物排放。
3.5.3 鋼鐵及煉焦
通過鋼鐵產業組織結構調整,實施兼并、重組,擴大具有比較優勢的骨干企業集團規模,提高產業集中度;改善鋼鐵產業布局調整,形成與資源和能源供應、交通運輸配置、市場供需、環境容量相適應的比較合理的產業布局;提高環境保護和資源綜合利用水平,節能降耗。最大限度地提高廢氣、廢水、廢物的綜合利用水平,力爭實現“零排放”,建立循環型鋼鐵工廠;加大投資力度,加快環保設施的建設。
3.5.4 火電
提高現有電廠的顆粒物控制水平,特別加強PM2.5排放控制,如推廣布袋除塵和電袋除塵;改善燃料狀況,推廣利用潔凈煤技術;改善燃燒工況、采用凈化技術、調整電源結構及布局,在重點防控區嚴格限制電源發展;調整終端用電結構,推行綠色照明工程;經濟政策上出臺高耗能行業差別電價政策、出臺燃煤發電機組脫硫電價政策、降低小火電機組上網電價政策、促進可再生能源發展的電價政策、峰谷分時電價和階梯電價政策。
3.5.5 機動車
大力發展可持續交通體系;嚴格新車準入,降低機動車排放強度;逐步加嚴機動車尤其是柴油車排放標準,力爭在“十二五”末將顆粒物數濃度列入標準;加速主要城市黃標車淘汰,力爭“十二五”末將三大區內PM2.5重點防治區城市黃標車全部淘汰;深化在用車環境管理;推動油品升級;加強非道路機械與船舶顆粒物污染防治。
研究表明,二次顆粒物是我國PM2.5中重要組成部分,且濃度較高,如硫酸鹽和有機碳成分濃度是國外水平的2-5倍。因此控制PM2.5污染不但要從源頭著手,更重要的是要在區域內嚴格控制二次顆粒物的前體物。
3.6.1 二氧化硫與氮氧化物
鑒于“十一五”期間SO2排放總量控制政策取得的成功,“十二五”期間延續和發展我國大氣污染物排放總量控制策略是合理和必要的,但總量控制的目標、內容、形式和方法都需要提升和優化。總量控制的內容不能僅限于SO2排放,而應從減輕區域細粒子和臭氧污染的目標出發,在繼續控制SO2排放的同時,將NOx排放作為大氣污染物排放總量控制的重點;進一步加強火電行業、非電行業和民用燃煤設施的SO2和NOx控制。
3.6.2 VOCs
開展典型行業揮發性有機物排放摸底調查;完善典型行業揮發性有機物標準體系與技術規范;大力削減石化行業揮發性有機物排放;開展有機化工、精細化工行業揮發性有機物減排;開展表面涂裝行業揮發性有機物減排;大力推進印刷、皮革加工等行業揮發性有機物減排;開展工業園區揮發性有機物綜合防治試點。
3.6.3 NH3
目前我國主要氨排放源為牲畜養殖、化肥施用、化工生產。需要在三大區內的重點防治區逐步減少和取消養殖業,需要在排放大省率先實施畜牧業糞便回收再利用、推廣農業有效施肥技術及可替代氨肥的使用,加大對農村地區基礎環保設施建設及維護,嚴格把控化工企業氨排放,加大生產過程中氨排放的回收和循環利用。
當前,要把《大氣污染防治法》的各項措施落實到位。同時,要進一步落實《環境影響評價法》、《節約能源法》、《可再生能源法》和《循環經濟促進法》等相關法律,從源頭控制污染,促進能源的節約使用和新能源的開發利用。
應通過立法的手段擴大環保機構的職權范圍,加強環保機構建設,充實基層執法力量;加強環境管理體制的立法,改變目前地方環保部門隸屬地方政府、決策執行受制地方政府的管理體制;加強注重咨詢與協調機構的建設,真正調動各方民眾參與環保工作的積極性和主動性,使國家各項決定和行動趨于科學化、合理化。
盡快將PM2.5化學成分、能見度等納入到監測體系,加強區域監測網絡建設,有效控制區域污染問題。統籌城鄉環境監測工作,加快基層環境監測體系建設,重視對農村環境監測能力建設。增加市、縣大氣環境質量自動監測站點數量,科學合理布局大氣環境質量監測站點,完善重點污染源在線監測制度。加快大氣顆粒物環境背景站建設。構建符合我國實際的大氣顆粒物污染預報預警模型。構建包含PM2.5和能見度的污染評估體系。
鼓勵終端用能部門提高電力、天然氣、太陽能、風能等清潔能源的使用,降低煤炭直接燃用比重,控制和削減大氣顆粒物的排放。完善高耗能產業差別電價政策,遏制高耗能產業盲目發展,促進產業結構調整和技術升級。與排污收費等政策相比,電價環保政策具有更強的刺激功能和可操作性,可考慮將顆粒物污染控制納入到環保電價政策中。各大區域內建立以城市為單位的PM2.5污染貢獻比重數據庫,量化控制指標以及明確控制責任,對有效改善PM2.5污染的城市進行區域補償和激勵。
為了在“十二五”期間以及我國中長期發展中PM2.5污染得到遏制并持續緩解和改善,需要國家在以下方面進行科技儲備:
(1)亟需全國層面上的PM2.5控制區域劃分技術方法與區劃方案以及國家PM2.5污染分區控制策略與路線圖;
(2)亟需開展典型區域PM2.5污染綜合防治研究,開展區域光化學污染前體物排放與大氣顆粒物來源解析研究,識別灰霾、光化學煙霧和區域高濃度重污染的形成機制,研究形成我國區域光化學污染與灰霾預測預警及綜合防控技術;
(3)亟需區域PM2.5污染控制技術體系,針對形成區域PM2.5污染和灰霾的前體物,開發重要行業重點污染源關鍵污染物的控制技術,研究形成多行業、多污染物協同控制技術體系;
(4)亟需 PM2.5環境標準體系關鍵技術,完善 PM2.5環境監測與分析技術方法,研究建立環境PM2.5污染表征與評價指標體系和PM2.5排放標準體系;亟需區域環境空氣質量管理關鍵技術,完善區域PM2.5污染監測技術方法和污染源監控方案,研究建立區域PM2.5污染聯防聯控制度和科學管理機制;
(5)亟需環境與社會經濟協調發展的技術途徑和國家方案以及PM2.5污染物的人群健康和生態風險評估方法。
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