與我國環境管理對接的大氣污染源排放清單分析

昌敦虎，周 繼，李 曼，呂 卓，王 鑫

1.中國人民大學環境學院，北京 100872 2.中國環境監測總站，國家環境保護環境監測質量控制重點實驗室，北京 100012

大氣污染源排放清單指的是污染源在一定時間跨度和空間區域內排放到大氣中的各種污染物的數量列表。高分辨率大氣排放源清單是空氣質量管理的基礎數據，對開展空氣污染形成機理研究、污染控制策略研究和空氣質量預警預報等都有重要作用。由于經濟的迅速增長，污染源種類繁多，排放強度相對較高，排放時空特征變化快，給大氣污染源排放清單的數據獲取帶來了較大困難。因此，各國都從不同方面開展了污染物排放清單研究工作[1-2]。從全球范圍看，在洲際或國家尺度上已編制出多種排放清單，如洲際化學遷移清單(INTEX-B)[3]、全球大氣研究污染排放數據庫(EDGAR，JRC/PBL)[4]、亞洲區域性排放清單(REAS)[5-6]、高分辨率歐洲排放清單(TNO-MACC_Ⅱ)[7]、韓國排放清單系統(CAPSS)[8]及中國多尺度排放清單(MEIC)[9]。

20世紀90年代至21世紀初，我國就已有較多研究通過污染源清單探究污染物的排放及分布特征，如1995—1998年中國氮氧化物排放清單及分布特征[10]，利用排放清單分析1995—1999年各省(區、市)CO2、SO2、NOx排放和住宅能源消耗量[11]，2003年天津市大氣污染源排放清單[12]，2007年主要顆粒物及污染氣體的排放清單[13]等。隨著我國城市化的快速發展和機動車保有量的快速增加，針對國家、區域和城市不同空間尺度的排放清單研究工作日益增加，涵蓋的排放源從能源消耗部門逐漸擴展到機動車尾氣[14-16]、揚塵源[17-18]和生物質燃燒源[19-20]等各類人為排放源及天然源[21-22]。大氣污染源清單空間尺度的多元化以及污染源的細分，要求清單數據的維度更加豐富、渠道更加拓展。

近年來，區域性高分辨率污染源排放清單得到重視。如在長江三角洲地區，采用自下而上為主的方法建立的人為源大氣污染SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOCs和NH3排放清單[23]；基于燃煤電廠SO2排放清單測算SO2排放量并模擬SO2年均濃度變化[24]；估算氨排放量[25]、VOC排放量[26]；利用NOx排放清單推測該污染物的排放趨勢[27-28]。可以看出，當前研究側重于利用污染源清單的長期預測用途，與地區日常環境管理工作結合較少。

從地區大氣污染防治管理工作的角度而言，雖然可從已有國家層面清單中獲得部分區域的大氣污染物排放量[29-30]，然而大多為污染物總量數據，難以詮釋本地區的污染排放特征，更無法做到動態化。地區內獲取的數據則來源各異。在南京市2014年工業源大氣污染物排放清單研究中，數據來自環境統計、總量核查全口徑表和問卷調查[31]；受限于生物質總量可得性，2012年生物質源燃燒排放清單數據來自全國和各省(區、市)統計年鑒[32]；唐山市大氣污染源排放清單的活動水平數據來自環境統計、污染源普查和實地調查[33]；常州市區大氣污染源排放清單研究中，工業點源數據來自于污染源普查[34]。在我國已公布的不同大氣污染源清單編制技術指南中，已明確提出數據來源和排放因子的要求，并規定了不同數據來源的選擇次序。然而，既有環境管理數據進入大氣污染源清單的獲取方式和使用方式并未明確，地區層面上的污染源清單數據主要通過自下而上的方法獲取，存在著數據的時間與空間精度并不完全一致的情形，導致污染源清單的連續性、可比性、可預測性均不強。

2017年，環境保護部發布下發了《關于開展京津冀大氣污染傳輸通道污染源排放清單編制工作的通知》，要求“2+26”城市全面開展源排放清單編制工作，加強與排污許可、環境統計、第二次污染源普查等工作銜接，確保數據一致性。本研究依據“2+26”城市的調查結果，聚焦工業污染源，分析當前我國地區環境管理與大氣污染源排放清單對接的現狀，識別其中存在的問題，并促進基于環境管理的地區大氣污染源清單完善和優化。

1 環境管理與大氣污染源清單對接的內涵

從管理的角度來說，影響大氣污染源排放清單準確性的因素除了清單本身的科學性、合理性之外，也包括與環境管理的相互支撐。

1.1 大氣污染源清單對環境管理數據的需求

目前，環境管理數據已經形成了較為固化的采集途徑，主要包括環境統計數據體系、污染源監測數據體系和排污許可數據體系三大環境管理數據體系，也是環境管理與大氣污染源清單對接的基礎。按照統計內容、涉及的大氣污染物、數據采集對象、數據采集頻率、數據采集方式、排放數據的計算方法、數據的審核以及數據用途對目前我國的環境管理數據作比較。可以發現，我國現有三大環境管理數據體系共形成5套數據，相互間存在著統計口徑、指標、時間精度、計算方法上的差異，增加了污染源清單數據篩選的復雜性，同時也會面臨參數之間、參數與源清單用途之間的不匹配問題，降低環境管理數據的適用性，如表1所示。

表1 我國環境管理數據體系Table 1 China′s environmental management data system

1.2 環境管理對大氣污染源排放清單的需求

作為空氣質量預報預警的重要基礎，高分辨率、高時空精度的污染源清單能夠提高空氣質量預測的準確性。污染源清單為識別污染來源、支撐模式模擬、分析解釋觀測結果和制定減排控制方案提供了基礎，無論對于大氣復合污染來源識別等科學問題探究，還是對于污染物總量減排和空氣質量達標等環境管理問題，都是極為關鍵的核心支撐。基于污染物來源信息可以準確匯總所有污染物的排放源；通過污染源和污染物排放空間分布，可以識別重點治理區域、重點行業和重點企業；利用污染源的生產、治理和排放信息，則有助于挖掘大氣污染物減排潛力。當前，由于存在多套數據以及多部門共同管理的情況，污染源清單未能得到有效利用，是固定源清單與環境管理數據對接的難點所在。

1.3 環境管理與大氣污染源清單的融合

環境管理與大氣污染源清單的對接，實際上是兩者相互融合的過程。分別從環境管理側和大氣污染源清單側出發，探求結合點的過程，就是兩者對接的框架體系(圖1)。

圖1 大氣污染源清單與環境管理的對接途徑Fig.1 Integration process of air pollutant emissioninventory with environmental management

在此框架體系中，環境管理數據體系通過查找環境管理三大數據體系之間存在的重復、缺失、矛盾、錯誤等問題，借助固定源清單數據的時間精度、空間精度、行業特征、治理特征、產排特征等需求加以比對，篩選出各類源清單的可用數據，并針對既有環境管理數據體系中不相適應的部分做出改進。大氣污染源清單與環境管理的結合點，在于數據核對及其后的數據處理過程，包括提取既有數據、補充缺失數據、驗證矛盾數據和修改錯誤數據。大氣污染源排放清單與環境管理實現良好對接的本質，是基于差異化的管理需求統籌、完善環境管理數據體系，從而實現兩者融合，其目標在于實現個性化、針對性強、精準度高的大氣污染控制。

2 實證分析

根據《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》，開展大氣污染物源排放清單編制工作是“2+26”城市加強重污染天氣應對機制、提高重污染天氣預測預報能力的重要環節。2018—2019年，選取了京津冀大氣污染傳輸通道“2+26”城市中的14個城市實施訪談與問卷調查，分別是天津市(1個城市)，河北省石家莊、廊坊、滄州、邢臺、邯鄲(5個城市)，山西省太原、晉城(2個城市)，山東省濟南、淄博、濟寧、德州(4個城市)，河南省鶴壁、新鄉(2個城市)。調查對象為上述各城市生態環境部門中從事污染源統計和污染源清單業務的專職工作人員。調研問題集中于4個方面：污染源清單對環境管理的需求；環境管理對污染源清單的需求；兩者對接存在的問題；促進兩者對接的建議。

2.1 大氣污染源清單對環境管理數據的需求

根據調查結果，對于制定減排控制方案或應急預案、污染源解析這類短期、臨時或應急性的用途來說，要求環境管理數據時空精度高、污染源涵蓋全面、行業細分度高；而對于空氣質量限期達標規劃或政策評估、挖掘減排潛力這些長期性的用途來說，要求數據時間連續性強，且體現行業特征。污染源清單的用途及對應的數據特征如表2所示。

表2 污染源清單用途及其數據特征Table 2 Usages of pollutant emission inventory and data properties

對各調查城市亟需的源清單用途進行分類。需要說明的是，由于本研究是基于受訪城市污染源清單相關信息的選擇次數所進行的分析，在同一城市可能同時存在一種或多種選項，即同一城市存在多選的情況，因此本研究關注城市選擇次數而非城市個數。對于源清單用途的分類，分別有57%和50%的受訪城市選擇制定減排控制方案或應急預案和污染源解析；選擇用于空氣質量限期達標規劃或政策評估、挖掘減排潛力的分別僅有1個城市，如表3所示。

表3 受訪城市亟需的污染源清單用途Table 3 Pollutant emission inventory usagesfor the interviewed cities

雖然大多數城市對大氣污染源清單用途的需求定位在大氣污染應急、預警以及污染源解析上，但該用途卻難以通過環境管理數據體系得到有效實現。目前，污染源涵蓋最全面的環境管理數據體系為環境統計年報數據，既包括污染物排放量85%以上的重點污染源，也包括非重點污染源，然而環境統計年報數據的上報頻次為每年一次，在時效性上不及每季度一次的環境統計定期報表數據，更不及污染源監督性監測和在線監測數據。雖然污染源監督性監測和在線監測數據能夠保證較高的數據采集頻率，也具有較高的精度，但是其涉及的污染源主要為國控重點污染源，主要污染物負荷僅為環境統計數據體系的65%～76%。

此外，大多數受訪城市忽略污染源清單對長效性環境管理手段的支撐作用。我國部分行業缺少“十三五”總量控制指標的產排污系數，部分行業重點污染指標系數缺失，另有部分工業污染源產排污系數與實際偏差較大[21]，是難以有效滿足這類污染源清單需求的原因所在。

2.2 污染源清單與環境管理數據銜接存在的問題

14個受訪城市中，10個城市認為當前環境管理無法滿足污染源清單的數據需求，占71%；另有4個城市選擇“不好判斷”，占29%。無受訪城市認為當前環境管理可以滿足污染源清單的數據需求。該結論反映出我國環境管理與大氣污染源排放清單對接的可行性不強，總體上看前者對后者的支撐性偏弱。

從表4可知，環境管理數據行業和工藝過程針對性不強是源清單與環境管理數據對接中最主要問題，為71%的受訪城市選擇。6個城市認為環境管理覆蓋的污染源和污染物少，占43%；分別有4個和3個城市認為環境管理數據動態更新不及時和環境管理數據時間精度不高。總體來看，污染源的全面性、針對性和精細化管理比數據采集的動態性和高精度更為當前的大氣污染源清單所需要。

表4 污染源清單與環境管理對接存在的問題、原因、改進建議和保障機制Table 4 Ineffective integration of pollutant emission inventory with environmental management and its causes,recommendations for improvement,mechanisms for support

我國在對污染源劃分時，其依據主要為行業屬性，對污染源的排放特征聚焦不足。實際上，根據固定源污染物的產生機理和排放特征差異，大氣污染源可分為化石燃料固定燃燒源、工藝過程源、廢棄物處理源、溶劑使用源4類，這是污染源排放清單建立的依據。而在同一行業之中，可能同時存在這4類不同排放特征的污染源，導致行業層面上獲得的環境管理數據無法為精細化的污染源清單直接使用，對臨時性、預警性的大氣污染防控尤其難以提供支撐，也不利于對企業污染防治有針對性地進行管理。

在實際工作中，污染源清單的主要功能是為大氣污染源減排措施提供基礎數據，因此其時間分辨率需要精確到小時，以滿足空氣質量模式的要求。對于工業企業，至少需要獲取分月的活動水平信息來確定時間分配系數。現有的環境管理數據，時間精度各不相同。污染源普查以10年為周期開展一次，環境統計年報和季報按照年度、季度開展，排污許可按年度公開企業執行情況，調查數據的時間精度不夠。污染源監測數據則反映的是企業的瞬時排放濃度，對于污染源清單而言缺乏足夠的頻次和代表性。

面向污染源的環境管理制度，其特征是對主要污染物排放的細化管理，因而一次污染物是管理重點。污染源排放清單則是我國環境管理由污染物排放控制向環境質量改善轉變的典型措施，其特征是涵蓋一次污染物和二次污染物在內的所有大氣污染物。二次污染物往往生成迅速、停留時間短，需要通過計算、模擬的方式獲取，因此需要更為全面的污染源信息、更豐富的活動水平和污染物產排量信息加以支撐，同時要求這些信息保持較高的時間精度，并及時動態更新，以滿足復合型污染的防治需求，而這些都難以通過目前的環境管理數據體系得到實現。

而在問卷信息之外，日常環境管理工作中還包括其他問題。例如現有的環境統計體系主要覆蓋常規的SO2、NOx、煙粉塵和VOCs等大氣污染物的排放量信息，對PM2.5、BC、OC等污染物的信息掌握較為缺乏；基于研究建立的區域排放清單在城市尺度應用時存在口徑差異、時空分辨率不足、不確定性大的問題；大部分城市至今沒有污染源覆蓋完整，特別是非道路交通源和揚塵源排放清單不全面，決策者對主要污染物的排放總量、時空分布、行業貢獻、減排潛力等綜合信息掌握不足。這些問題可歸結為我國缺乏服務于環境管理工作的長效性污染源清單。

究其原因，基層生態環境部門技術儲備不足、污染源信息分散在各個部門、數據管理任務分工不明確是3個主要方面，均分別被43%的受訪城市提出；數據核算方法不統一、源清單的理論性過強2個原因分別被21%的受訪城市提出。可見，在環境管理與污染源清單對接存在問題的原因上，管理體制的因素相較技術因素產生更大影響。

從管理體制上看，污染源清單相關數據分散在不同部門，在一定程度上制約了環境管理數據銜接。加之環境管理數據更新不及時以及指標不夠全面，造成污染源清單的滯后性與片面性，致使決策者對主要污染物排放總量、時空分布、行業貢獻、減排潛力等信息掌握不夠充分，由此形成“底數不清”的局面。在生態環境部門內，環境管理數據采集分工不明確、業務能力尚不高等缺陷也影響了污染源清單編制工作業務化進程。

從技術角度看，不同污染源、不同地區的環境管理數據核算方法不統一，污染源分類體系、污染物排放量計算方法、活動水平和排放系數獲取方法等環節存在較大差異，且數據質量控制工作往往缺位，導致污染源清單質量參差不齊，可比性和可推廣性不足，容易與地方特別是市縣級的環境管理脫節。

2.3 促進環境管理與大氣污染源清單對接的改進建議

受訪城市提出的改進建議包括4個方面(表4)。其中，8個城市建議實施環境管理數據動態更新，占57%；分別有3個城市、2個城市和1個城市選擇企業污染源信息一體化、統一數據核算方法和數據精細化。該建議與受訪城市對于污染源清單用途的理解是一致的，數據及時動態更新能較好地為應急性和預警性大氣污染防治措施提供依據。

完善臺賬管理，在加強數據積累的基礎上建立污染源數據庫并定期更新，是受訪城市在污染源清單工作上的最普遍訴求。實現污染源數據的及時動態更新，要求污染源清單各數據之間具有可比性，實際上要求企業污染信息一體化和數據核算方法統一，能夠實現一套數據同時滿足排污許可、環境影響評價、環境稅征收等多方面的管理需求，而不應使污染源清單獨立在既有環境管理數據體系之外。多套環境管理數據統一銜接、協調一致，也能解決生態環境部門內各機構掌握污染源數據不統一、數據管理工作內容重復等問題。

受訪城市就環境管理數據與污染源清單對接的保障機制提出了多項建議。各有4個城市選擇建立多部門數據共享、環境管理的全面性和全過程性、人才和技術保障3項機制，分別占受訪城市總數的29%；各有2個城市選擇建立污染源數據庫和自鄉鎮一級逐級上報污染源數據，分別占14%。從結果的分布來看，相對于污染源清單數據的規范管理而言，數據來源的全面性、可靠性更受重視。

污染源清單的數據來源得到保障，應在統計口徑上突破重點污染源、國控污染源等設置，盡可能將區域內所有大氣污染源編入清單，并加強按工藝過程和環節的精細化管理。為使全面性和全過程的環境管理順利實施，各地需要加強污染源清單的技術體系建設，特別是形成生態環境部門與其他政府部門的日常聯動和數據共享機制，確保數據信息來源全覆蓋。

數據上報的起點由縣(區)級下移到鄉鎮一級，數據采集方式則由環境管理人員入戶調查轉變為企業主動申報，保證數據采集效率。數據上報起點的下移，實際上是將排污許可申報機制延伸至企業日常環境管理中，也促進多套環境管理數據體系的統一。源清單數據采集的規范管理需要以嚴格的環境執法作為支撐，以較高的環境違法成本提升企業主動申報數據的可信度。

3 結論

1)環境管理與大氣污染源清單對接在本質上是兩者的融合，根本問題在于我國環境管理三大數據體系在指標體系、統計口徑、采集頻率等方面存在較大差異，難以滿足污染源清單多元化用途的需求。為此應當規范污染源清單編制方法，業務化清單編制工作，統一污染物核算方法并納入環境管理需求，實現多套數據銜接協調一致，解決環境部門數據不統一、工作重復等問題。同時，在生態環境部門內部建立專業化的污染源清單管理機構，促進污染源清單得到有效利用。

2)對部分“2+26”城市的調研發現，地方開展大氣污染防治側重短期和應急措施，但受限于統計口徑相對較全的環境統計年報體系時效性相對不足。為此應當加強環境管理數據質量控制，完善底層數據采集機制、算法同源性和臺賬管理工作，建立污染源數據庫并定期更新。同時，促進現有環境管理數據共享，融合污染源在線監測數據、手工監測數據、污染源普查數據、環境統計以及排污許可等數據，拓寬、建立并固化基礎數據信息采集渠道，利用大數據融合來建立高精度、動態更新的排放清單。

3)現行環境管理數據的行業和工藝過程針對性不強，是污染源清單與環境管理數據對接的主要問題，反映出我國環境管理偏重污染源而污染源清單偏重環境質量。主要原因在于環境管理體制，即地方生態環境部門技術儲備不足、污染源清單數據來源分散、數據管理任務分工不明確。為此應當加強各主管部門之間銜接，與政府相關部門建立聯動機制，拓寬數據信息來源渠道，以多部門聯合推動多部門數據共享機制。還應加強污染源清單技術體系建設，提升基層環保人員的素質和配備，對編制污染源清單的重要性進行宣傳。