作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/7 10:11:24
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专家探索臭氧和二次污染防治“中国方案”

 

在近日由北京地球村环境教育中心主办的“新媒体环境下大气治理报道重点、新点与难点”研讨会上,中国工程院院士、清华大学环境学院教授贺克斌通过一组数据揭示,“十三五”时期以来,我国空气质量总体改善明显,大部分污染物达标的城市的比例在增加,但臭氧污染反弹明显。

“臭氧污染防治已成为一个国际性难题,目前国际其他城市尚没有一个很好的先例可循。”北京大学环境科学与工程学院教授陆克定指出,臭氧是典型的二次污染物,臭氧和二次污染的有效控制,需要开展基于大气氧化性调控的污染防治。

多位与会专家表示,针对日益突出的臭氧和二次污染问题,应开展“科学-技术-管理”的全链条集成创新,实现产学研高度融合,探索一条臭氧和二次污染防治的新路,贡献臭氧和二次污染防治的“中国方案”。

二次污染防治成国际性难题

“多年来我国针对不同重点领域持续推进大气污染防治工作,空气质量总体改善明显。”贺克斌指出,我国经济指标与污染物指标曲线已形成明显的“喇叭口”形态,即国内生产总值、汽车保有量、能源消费量等指标曲线上扬,而PM2.5浓度、二氧化硫(SO2)浓度、重污染天数等指标曲线下降。

2013年以来,我国大气污染防治工作取得显著成就,SO2和酸雨等燃煤相关的污染明显改善;大部分污染物达标的城市的比例在增加;重点区域污染得到一定控制,秋冬季重污染明显减弱。

贺克斌分享的一组数据为上述结论提供了坚实的佐证。到2019年,我国原先PM2.5未达标的261个地级及以上城市,PM2.5平均浓度下降到40微克/立方米,与2015年相比下降23.1%,提前完成“十三五”目标;337个地级及以上城市的PM10、SO2较2015年分别下降 19%和52%,其中157个城市达标,占比47%,相比于2015年增加84个。

但贺克斌同时指出,“我国大气环境形势总体依然严峻,区域复合性污染突出”。大气污染物中,二氧化氮浓度持平;臭氧浓度上涨21%,涨幅明显;臭氧浓度超标的城市大幅增加,2019年337个城市中臭氧超标城市达到30.6%。

“在2013-2017年,5年间我国一次污染物排放和一次PM2.5的浓度即得到了有效控制,但臭氧和二次PM2.5反而有所上升。”陆克定指出,臭氧是典型的二次污染物,是大气中的氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)在紫外线照射下发生光化学反应的产物。

“臭氧污染防治已成为一个国际性难题。”陆克定说,空气污染防治中,最难的就是臭氧、二次PM2.5等二次污染物的控制。

须开展针对性治理防控

早在上世纪50年代,洛杉矶光化学污染事件之后,美国就已经认识到臭氧含量已经临界“危险点”,治理臭氧刻不容缓。

美国专家认为,近地面臭氧浓度过高主要是汽车尾气排放所造成的。氮氧化物主要来自机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等排放,挥发性有机物主要来自机动车、石化工业排放和有机溶剂的挥发等。尾气中含有大量的氮氧化物和挥发性有机物,在高温光照条件下二次反应,转化形成臭氧。

基于这些认识,洛杉矶对露天垃圾燃烧、工厂烟雾排放等方面做出严格规定,同时控制尾气排放,要求汽车加装催化转化器,并确保车辆减排设施正常工作。

但是,“臭氧污染防治公认最成功的洛杉矶市,目前臭氧防控也进入了瓶颈期。现阶段洛杉矶的臭氧污染程度与北京相当,比上海和广州更严重。”陆克定表示,目前国际城市中,尚没有一个很好的先例可循。

这就要求我国需要立足自身的国情,探索一条臭氧和二次污染防治的新路,形成大气二次污染防治的“中国方案”。陆克定认为,臭氧和二次污染防治,要从科学、技术和政策三个方面协同发力。

在科学方面,要加强对臭氧和二次污染物的形成机理、传输机制、演化变化等方面的研究。“要有理论体系支撑。”陆克定说,这方面,北大、清华、中科院、中国环科院等已经有很好的积累。

陆克定指出,臭氧污染的有效控制,需要开展基于大气氧化性调控的污染防治。因此,“在技术层面,我们要把过去形成的有效的防控技术,变成成套的技术、集成的技术。”

政策层面,则要加强区域协同治理。“要形成可复制可推广的区域综合防治技术体系。”

贺克斌也强调指出协同治理的重要性。“针对PM2.5的减排,需要开展煤的总量控制,涉及到臭氧的控制,可能要加强溶剂排放和挥发性有机物的排放的控制。”贺克斌说,“我们应瞄准PM2.5和臭氧的协同改善,协同治理。”

而在中国科学院院士、北京大学城市与环境学院教授陶澍看来,还需要加强小空间的污染物排放控制。例如尽管民用燃料在我国能耗中占比仅为7%,但由于其排放因子高,且没有任何排放控制措施,其对污染物排放、室内外空气污染、人群暴露健康危害的贡献占比也很高。

“由于民用源排放有很强的时空变异特征,其在局部地区和局部时间的影响,可远远超过平均水平。”陶澍说。

差异化制定“十四五”大气环境目标

随着“十三五”工作接近收官,“十四五”大气环境治理规划提上日程。

自然资源保护协会能源、环境与气候变化高级顾问杨富强指出,中国的能源问题和环境问题是相互制约、相互促进的。环境和气候变化促进了能源转型,能源的转型又使环境得到进一步改善。“一定要改变我们的能源结构,改变我们的消费方式。”

杨富强预测,“十四五”时期我国煤炭消费总量占能源消费总量占比将跌破50%,比目前下降将近8%;石油将在“十四五”时期达到峰值。“这将使我国整个能源形势有所改观,使二氧化碳排放能够从2030年达到峰值前移到2025年左右,这是一个很大的进展。”

“总的来说,是要打通理论、技术和管理,形成全链条的创新科技支撑,对臭氧和二次污染防治进行全方位的支撑。”陆克定说,“十四五”时期,应该在臭氧污染防治方面,提出自主的“中国方案”,引领国际臭氧污染防治工作。

陶澍表示,针对民用散煤问题,最近几年在“2+26”地区实施的“双替代”措施,起到了显著的积极效果,地区居民的暴露水平和健康危害均显著下降。“‘十四五’时期,2+26地区的经验可为整个北方取暖区开展因地制宜的清洁取暖计划提供科学借鉴。”

而贺克斌关注的是“十四五”时期大气环境目标的设计,他认为,应该根据各个城市的实际,差异化制定各地大气环境治理目标。

例如在空气质量指标方面,对地级及以上城市,要求其PM2.5下降比例和优良天数比例,整体应持续改善,但对重点地区,这两个指标要求需要定高一些。对一些关键性的污染物,比如氮氧化物和挥发性有机物,则要强调总量减排指标。

而对于一些具有较强区域性特征的,例如达标城市比例、重污染天数、臭氧控制等地方特色指标,“要分区域、分阶段实现”。

 
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