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我国中长期PM2.5污染控制战略及对策

2013-04-12王淑兰柴发合

环境与可持续发展 2013年4期
关键词:颗粒物污染区域

王淑兰 柴发合 高 健

(中国环境科学研究院,北京 100012)

1 我国PM2.5的污染现状

随着我国经济的发展,能源消耗和城市机动车数量迅速增加,PM2.5已成为我国城市大气污染的重要污染物之一。我国主要城市群地区较高的PM2.5浓度,导致了灰霾等区域性大气污染频发。根据中国环境科学研究院观测数据显示,北京市大气中PM2.5年均浓度约为80μg/m3,灰霾天气中PM2.5质量浓度平均高达300μg/m3以上,在2011年4月30日的强沙尘暴过境期间,PM2.5浓度的小时平均值达到了惊人的580μg/m3,在2013年1月份重污染过程中,甚至达到1000μg/m3。可见,由于PM2.5导致的区域性大气污染问题影响范围之大,污染程度之重,在世界范围内都是少见的。

综上所述,我国以PM2.5污染为典型代表的区域大气复合污染,已成为社会各界高度关注和亟待解决的重大环境问题,并在国家中长期科技发展规划中被确定为资源环境领域的优先主题。为了在“十二五”期间,乃至我国中长期发展中使大气PM2.5污染得到缓解,区域大气复合污染得到有效遏制,大气环境质量得到持续改善,需要环保部门在政策、标准、基础研究、控制技术等领域进行一系列的储备。

2 关键问题分析

2.1 排放状况、环境影响以及控制对策的系统性研究不足

水泥生产、民用生物质燃烧、工业锅炉是一次PM2.5的主要排放源,由于排放因子确定过程的随机性和不确定性较强,造成PM2.5源排放清单的难度远大于SO2源排放清单确定的难度。PM2.5具有多重的环境效应,不但影响区域能见度、损伤人体健康,同时具有气候效应,这些特点加大了确定PM2.5环境影响的难度,也增加了量化PM2.5减排目标的难度。控制对策方面,虽然在奥运会、世博会区域联防联控措施实行中对包括颗粒物污染在内的复合型污染有一定的控制效果,但对于系统的多污染物协同控制对策并没有进行深入地总结和研究,我国目前还没有出台真正意义上的PM2.5控制对策。

2.2 前体物治理任务艰巨,协同控制迫在眉睫

PM2.5前体物来源复杂,主要是 SO2、NOx、VOCs、NH3等。“十五”以来,我国煤炭消费量从15.2亿吨增加到27.4亿吨,增长80.3%,2008年我国重工业增长13.2%,6大高耗能行业增加值同比增长10.0%。“十二五”期间进一步减排二氧化硫的难度增大。氮氧化物对大气环境质量的影响逐渐增加,控制氮氧化物的要求日益迫切。VOCs和NH3方面,我国尚未在全国开展控制工作,也未出台全国的控制方案,对生产工艺排放的标准控制方面基本处于空白状态。

2.3 监测及影响评价体系落后,无法反映污染真实水平

目前我国全国范围内缺乏PM2.5的监测数据,使得环保部门无法衡量PM2.5的污染水平。由于目前标准的缺失,使得PM2.5污染无法在空气污染指数中体现,无法反映我国真实大气污染状况,这也成为制约我国PM2.5污染控制的障碍之一。

3 颗粒物控制战略及对策

作为区域复合型大气污染的典型代表污染物,PM2.5污染具有较强的区域性,因此,在控制 PM2.5污染上,需要从区域着眼,从区域与城市着手,以标准为尺度,以企业排污控制为落脚点。

3.1 PM2.5优先控制的分区分时段划定

PM2.5重点防治区首先分阶段划定行政区划意义上的三区(环首都圈、长三角、珠三角)、十群及全国。三大重点防治区的划分打破了传统行政区划上的三大城市群区划,不但涵盖了原有城市群区划中的主要城市地区,还根据污染带的空间分布纳入了相关联区域。

在各大区内区分PM2.5污染高值区,划定PM2.5重点防治区域和一般防治区域;各区开展PM2.5专项研究,制定“十二五”区域PM2.5污染控制方案,及区域清洁空气行动计划;区域内建成PM2.5监测网络,并在区域代表性站点增加能见度、黑碳、气溶胶粒径谱等观测,并需进行PM2.5化学成分的监测;各区制定中长期区域及区域内城市 PM2.5控制战略规划;制定区域“十二五”及中长期PM2.5控制目标。区域内实行联防联控措施,实现统一监控、统一标准、统一规划、统一目标、统一管理。

重点针对我国除“三区”以外十大城市群和重污染城市及经济快速发展地区大气复合污染的现状与发展趋势,以治理PM2.5污染为抓手,以推动重点城市空气质量全面达标、避免城市群效应的发生和蔓延,保障全国城市环境空气质量持续、稳定改善为目标,建立适合我国国情并可持续发展的城市空气质量达标策略和管理机制。

3.2 城市颗粒物分级达标、精确控制及梯度改善

我国城市总数已经达近700个,形成了京津唐、长江三角洲、珠江三角洲以及辽中工业群等几大城市群。目前,这些重点区域的大气细颗粒物污染加剧,以硫酸盐、硝酸盐和有机物为代表的二次颗粒物污染呈上升趋势,各大城市也深受灰霾等污染问题困扰。长期以来,我国城市空气质量管理一直采取“一刀切”的原则制定全国城市空气质量管理策略,但针对具体污染问题的分类解决方案应该比一般的通用的政策更有效。因此,在PM2.5污染的控制问题上,除了依托区域联防联控措施外,还需制定以城市PM2.5污染改善为目的的分级管理计划,以城市为单位进行精确控制。按照PM2.5达标现状为我国城市进行分类,按类别制定体现差别的控制对策,同时需要通过实行各地的城市蓝天工程、绿色交通物流防控工程、开放源污染防控工程、农村大气污染防控工程等,在PM10及PM2.5达标的同时实现全国城市空气质量的梯度改善和整体改善。

3.3 监测和监管能力建设

3.3.1 建立覆盖全国的PM2.5监测网

优化环境质量监测网络;着力加强专项监测能力建设(含VOCs、NH3、重金属、臭氧);推进区域代表性监测网络建设和农村大气环境监测网络建设;推进卫星遥感监测数据应用能力建设;全面加强数据质控能力建设,重点推进在线PM2.5监测与膜采样对比工作;加强对大气颗粒物组分与粒度分析的能力建设,完善颗粒物源解析技术;完善重大环境科研平台与基础设施建设;建立国家PM2.5分析测试中心。

3.3.2 建设环保部门能见度监测网

选择代表性城市及农村站点,加入大气能见度观测;逐步推进颗粒物光学特征观测,逐步加入光吸收(黑碳)、光散射等项目的观测;强化大气能见度与PM2.5的区域联合监测,推进区域监测能力建设一体化;区域代表性监测点及风景区内监测点必设立能见度观测,逐步将区域代表性站点建设成为包含PM2.5及相关重要污染物的综合观测站。

3.3.3 重点行业PM2.5排放监测体系建设

加强环保监测部门PM2.5排放监测能力建设;推动PM2.5重点控制区域内重点行业企业的 PM2.5排放监测工作;加快推进各级环境监察机构标准化建设进程,着重加强基层执法机构及能力建设,提高环境监察队伍的执法能力,逐步健全环境执法监督体系,建立跨区域的联合执法机制,联合查处跨区域的环境问题和污染纠纷。

3.3.4 加强数据综合分析能力和预报预测能力建设

提高PM2.5及相关污染物数据的综合分析能力;建立PM2.5的环境风险评价指标体系,制定环境风险管理方案和环境应急监测管理制度;发展PM2.5污染及灰霾污染的预报预警系统,加强环境应急能力建设;加强PM2.5污染信息共享平台建设;逐步加强环境信息共享与应用能力。

3.4 标准和基准

3.4.1 分区分时段的标准制定

鼓励地方根据自身实际情况设置严于国家标准的PM2.5标准;逐步推进季节敏感污染物的地方特殊空气质量标准及排放标准(夏秋高O3季节和冬季高PM2.5/10的前体物特别排放标准)。

3.4.2 借鉴国外经验完善统计方法

参考美国环境空气质量确定超标的方法,改善标准的统计模式。如:PM10日平均浓度三年中不超过一次;PM2.5年平均浓度三年平均不超过 15μg/m3;PM2.5日平均浓度第98百分位数的三年均值不超过35μg/m3;O3日最大8小时平均浓度年内第四高值的三年均值不超过80ppb,等等。

3.4.3 污染物限值

根据世界卫生组织标准,逐步加严;体现我国的经济发展水平,提高国际形象;鼓励设置地方性更加严格的污染物标准;量化增加公众关心的灰霾指标(能见度)。

3.4.4 PM2.5考核体系建设

加强环境质量监督考核体系建设,科学调整大气环境质量评价方法;根据在PM2.5重点控制区内逐步推进PM2.5环境考核;分阶段、分区域将区域能见度纳入区域联防联控的考核指标体系;各大区域的重点防治区需制定分阶段达标目标,并逐渐推广至各大城市群及全国;建立PM2.5减排及环境浓度削减的激励及补偿机制。

3.4.5 重视大气颗粒物健康基准研究

大气污染健康效应的环境流行病学调查是世卫组织和各国制修订环境空气质量标准的首要依据。因此我国需在“十二五”期间开展大气污染前瞻性队列研究,为我国未来制定、修订环境质量标准提供最重要的本土科学依据。

3.5 一次污染源控制:重点(优先)控制领域

3.5.1 水泥

完善产业政策,提高行业准入条件;优化产业结构,实现现代化规模化,控制总量,综合考虑资源、能源、环境容量等配套条件,合理布局,协调发展;推广新型生产工艺;采用先进除尘技术;加强无组织排放控制。

3.5.2 民用生物质燃烧

禁止农作物秸秆、城市清扫废物、园林废物、建筑废木材、锯末等生物质的露天焚烧;全面推广秸秆还田、秸秆制肥、秸秆制气等综合利用;建立并完善秸秆综合利用示范工程,促进秸秆资源化利用;采用遥感技术等辅助手段,完善跨部门的执法巡查制度,加强生物质露天燃烧的监管;稳步实施以沼气、太阳能为重点的农村能源工程建设,大力推进农村能源清洁化;研发和推广生物质能清洁利用技术,防治生物质燃烧的含碳颗粒物排放。

3.5.3 钢铁及炼焦

通过钢铁产业组织结构调整,实施兼并、重组,扩大具有比较优势的骨干企业集团规模,提高产业集中度;改善钢铁产业布局调整,形成与资源和能源供应、交通运输配置、市场供需、环境容量相适应的比较合理的产业布局;提高环境保护和资源综合利用水平,节能降耗。最大限度地提高废气、废水、废物的综合利用水平,力争实现“零排放”,建立循环型钢铁工厂;加大投资力度,加快环保设施的建设。

3.5.4 火电

提高现有电厂的颗粒物控制水平,特别加强PM2.5排放控制,如推广布袋除尘和电袋除尘;改善燃料状况,推广利用洁净煤技术;改善燃烧工况、采用净化技术、调整电源结构及布局,在重点防控区严格限制电源发展;调整终端用电结构,推行绿色照明工程;经济政策上出台高耗能行业差别电价政策、出台燃煤发电机组脱硫电价政策、降低小火电机组上网电价政策、促进可再生能源发展的电价政策、峰谷分时电价和阶梯电价政策。

3.5.5 机动车

大力发展可持续交通体系;严格新车准入,降低机动车排放强度;逐步加严机动车尤其是柴油车排放标准,力争在“十二五”末将颗粒物数浓度列入标准;加速主要城市黄标车淘汰,力争“十二五”末将三大区内PM2.5重点防治区城市黄标车全部淘汰;深化在用车环境管理;推动油品升级;加强非道路机械与船舶颗粒物污染防治。

3.6 二次来源颗粒物控制:前体物控制

研究表明,二次颗粒物是我国PM2.5中重要组成部分,且浓度较高,如硫酸盐和有机碳成分浓度是国外水平的2-5倍。因此控制PM2.5污染不但要从源头着手,更重要的是要在区域内严格控制二次颗粒物的前体物。

3.6.1 二氧化硫与氮氧化物

鉴于“十一五”期间SO2排放总量控制政策取得的成功,“十二五”期间延续和发展我国大气污染物排放总量控制策略是合理和必要的,但总量控制的目标、内容、形式和方法都需要提升和优化。总量控制的内容不能仅限于SO2排放,而应从减轻区域细粒子和臭氧污染的目标出发,在继续控制SO2排放的同时,将NOx排放作为大气污染物排放总量控制的重点;进一步加强火电行业、非电行业和民用燃煤设施的SO2和NOx控制。

3.6.2 VOCs

开展典型行业挥发性有机物排放摸底调查;完善典型行业挥发性有机物标准体系与技术规范;大力削减石化行业挥发性有机物排放;开展有机化工、精细化工行业挥发性有机物减排;开展表面涂装行业挥发性有机物减排;大力推进印刷、皮革加工等行业挥发性有机物减排;开展工业园区挥发性有机物综合防治试点。

3.6.3 NH3

目前我国主要氨排放源为牲畜养殖、化肥施用、化工生产。需要在三大区内的重点防治区逐步减少和取消养殖业,需要在排放大省率先实施畜牧业粪便回收再利用、推广农业有效施肥技术及可替代氨肥的使用,加大对农村地区基础环保设施建设及维护,严格把控化工企业氨排放,加大生产过程中氨排放的回收和循环利用。

4 保障措施

4.1 完善大气环境保护法规体系

当前,要把《大气污染防治法》的各项措施落实到位。同时,要进一步落实《环境影响评价法》、《节约能源法》、《可再生能源法》和《循环经济促进法》等相关法律,从源头控制污染,促进能源的节约使用和新能源的开发利用。

4.2 健全管理体制

应通过立法的手段扩大环保机构的职权范围,加强环保机构建设,充实基层执法力量;加强环境管理体制的立法,改变目前地方环保部门隶属地方政府、决策执行受制地方政府的管理体制;加强注重咨询与协调机构的建设,真正调动各方民众参与环保工作的积极性和主动性,使国家各项决定和行动趋于科学化、合理化。

4.3 强化污染监测预警评估体系

尽快将PM2.5化学成分、能见度等纳入到监测体系,加强区域监测网络建设,有效控制区域污染问题。统筹城乡环境监测工作,加快基层环境监测体系建设,重视对农村环境监测能力建设。增加市、县大气环境质量自动监测站点数量,科学合理布局大气环境质量监测站点,完善重点污染源在线监测制度。加快大气颗粒物环境背景站建设。构建符合我国实际的大气颗粒物污染预报预警模型。构建包含PM2.5和能见度的污染评估体系。

4.4 完善颗粒物减排的价格政策及地区补偿机制

鼓励终端用能部门提高电力、天然气、太阳能、风能等清洁能源的使用,降低煤炭直接燃用比重,控制和削减大气颗粒物的排放。完善高耗能产业差别电价政策,遏制高耗能产业盲目发展,促进产业结构调整和技术升级。与排污收费等政策相比,电价环保政策具有更强的刺激功能和可操作性,可考虑将颗粒物污染控制纳入到环保电价政策中。各大区域内建立以城市为单位的PM2.5污染贡献比重数据库,量化控制指标以及明确控制责任,对有效改善PM2.5污染的城市进行区域补偿和激励。

4.5 科学技术支撑储备

为了在“十二五”期间以及我国中长期发展中PM2.5污染得到遏制并持续缓解和改善,需要国家在以下方面进行科技储备:

(1)亟需全国层面上的PM2.5控制区域划分技术方法与区划方案以及国家PM2.5污染分区控制策略与路线图;

(2)亟需开展典型区域PM2.5污染综合防治研究,开展区域光化学污染前体物排放与大气颗粒物来源解析研究,识别灰霾、光化学烟雾和区域高浓度重污染的形成机制,研究形成我国区域光化学污染与灰霾预测预警及综合防控技术;

(3)亟需区域PM2.5污染控制技术体系,针对形成区域PM2.5污染和灰霾的前体物,开发重要行业重点污染源关键污染物的控制技术,研究形成多行业、多污染物协同控制技术体系;

(4)亟需 PM2.5环境标准体系关键技术,完善 PM2.5环境监测与分析技术方法,研究建立环境PM2.5污染表征与评价指标体系和PM2.5排放标准体系;亟需区域环境空气质量管理关键技术,完善区域PM2.5污染监测技术方法和污染源监控方案,研究建立区域PM2.5污染联防联控制度和科学管理机制;

(5)亟需环境与社会经济协调发展的技术途径和国家方案以及PM2.5污染物的人群健康和生态风险评估方法。

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