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我国大气污染协同防控理论框架初探

2022-03-24储王辉柴发合

环境科学研究 2022年3期
关键词:空气质量大气污染物

姜 华,高 健,李 红,储王辉,柴发合

中国环境科学研究院,北京 100012

以习近平同志为核心的党中央高度重视我国大气污染防治,将空气质量的改善作为重大民生工程.2013年以来我国出台了一系列大气污染防治法规、政策、标准、行动计划和攻坚方案,特别是在京津冀及周边地区,大气污染防治力度前所未有.

系列措施为我国环境空气质量带来了巨大改善,PM2.5浓度大幅下降,以PM2.5为首要污染物的超标天数比例持续降低,空气重污染的天数也明显减少[1].与此同时,近年来我国臭氧(O3)污染问题凸显[2-3]:在区域尺度上,O3污染程度和范围在不断扩大;在时间尺度上,某些城市O3污染在春季已开始显现,污染出现的月份呈提早趋势;在污染程度上,O3浓度年评价值(O3浓度日最大8小时平均值第90百分位数)呈现波动上升趋势. 在我国多个地区虽然PM2.5浓度下降,但O3浓度上升,空气质量优良天数的比例没有增长,甚至出现下降[4-6]. 有研究发现,O3浓度的上升受颗粒物浓度下降的影响[7];同时,PM2.5中二次气溶胶的浓度占比不断增加,NO3-与SOA (secondary organic aerosol,二次有机气溶胶)的浓度降幅低于PM2.5[8],重度雾霾污染与二次气溶胶有很大关系[9].

综上,当前O3已经成为继PM2.5之后我国环境空气中另一种主要超标污染物. 虽然PM2.5污染有所减轻,但许多城市PM2.5尚未达到GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准,PM2.5中二次组分浓度的下降是未来PM2.5控制的重点. 因此,PM2.5与O3是目前影响我国环境空气质量的重要空气污染物,已成为制约我国空气质量进一步改善的重要因素. 为持续改善我国环境空气质量,确保空气质量优良率,明显增强人民的蓝天幸福感,并协同减少温室气体,需要从大气污染防控战略的角度,高度重视PM2.5与O3协同控制[10].

PM2.5与O3复合污染的协同治理,是“十四五”大气污染防治的重要方向,更是我国空气质量管理的重要转型节点. 其不仅标志着我国大气污染防治事业在“十三五”成绩的基础上进入“十四五”典型污染物及其前体物精细化协同治理的新阶段,也标志着防治工作需要进入“季节-全年”“城市-区域”“行业-结构”等大协同的新局面,更对我国大气污染防治科技支撑提出了更高、更准、更细的新要求.

笔者通过梳理国内外PM2.5和O3协同控制进展,简述了我国大气复合污染协同治理的现状,基于我国“十四五”环境空气质量改善面临的挑战,从协同防控目标、核心协同任务、重点支撑保障等角度初步提出大气复合污染协同治理的理论体系框架,并对我国PM2.5与O3协同控制提出工作建议.

1 国内外研究进展

1.1 PM2.5和O3复合污染研究进展

由于PM2.5与O3有共同的前体物(NOx和VOCs)且均受气象因素的影响,并且PM2.5中二次组分的生成过程受大气氧化性的影响,因此PM2.5与O3在大气转化过程中联系紧密. PM2.5中SO42-、NO3-、SOA

的生成过程主要受大气氧化过程的影响,白天与夜晚的主要氧化剂分别为·OH和NO3自由基,污染地区大气·OH的主要来源包括HONO(气态亚硝酸)、甲醛(HCHO)和O3的光解以及O3与不饱和烯烃的反应;夜间NO3自由基主要来源于NO2与O3的反应;PM2.5则可与来源复杂的大气微量气体(特别是O3及其前体物)相互作用,干扰地球的辐射强度或为多相反应提供反应表面,从而影响O3的生成.

除污染成因方面具备关联性之外[10],PM2.5与O3之间也存在着十分复杂的交互作用,二者的浓度也受彼此间相互作用的影响. 气溶胶复杂的理化特性会对近地面O3的生成和损耗过程产生影响[11],PM2.5通过改变大气动力学和光分解速率来直接影响O3的浓度,也可通过影响云、光学厚度和非均相反应过程而间接影响O3浓度[12-14];而O3则主要通过影响·OH、H2O2、RCHO(醛类化合物)等氧化剂的浓度来影响NO3-、SO42-和SOA的生成[15]. 气溶胶粒子对O3的影响机制有多个方面:气溶胶对太阳辐射的吸收与散射可导致光学厚度(aerosol optical depth,AOD)增加和到达地面辐射强度的降低,由此引起近地面HONO、HCHO和NO2等光解速率常数的降低,从而减少光化学O3的生成;改变大气动力学系统,使近地面温度降低和边界层下降,导致污染物在地表聚集[16];边界层以下颗粒物对太阳光的散射作用可增加边界层附近辐射通量,加速边界层附近光化学O3的形成;与气溶胶吸附态硝酸或硝酸盐相比气态硝酸更容易发生光解产生HONO,而HONO光解产生的·OH又进一步促进光化学O3的形成[17];通过成云凝结核使云滴数浓度增加,减少云滴有效半径、增加云的光学厚度、散射太阳辐射、降低近地面太阳辐射强度,从而影响大气氧化性和O3的生成;除此之外,气溶胶粒子能促进大气非均相反应的发生,一方面可导致HONO的生成,促进光化学O3的形成,另一方面也可促进HO2自由基的摄取,抑制NO向NO2的转化,导致光化学O3形成减弱[18].

PM2.5中二次转化微观机理十分复杂,SIA (secondary inorganic aerosol,二次无机气溶胶)和SOA等组分的快速生成助推了PM2.5爆发式增长[19]. 二次气溶胶的形成和转换涉及一些复杂的化学过程,光化学氧化反应是其最主要的转化途径[20-21]. O3浓度在一定程度上反映了大气的氧化能力[22],O3通过影响大气氧化性来影响PM2.5中二次气溶胶粒子的成核与增长[14]. 在O3生成的光化学过程中提供了生成二次气溶胶所需要的·OH、H2O2、RCHO等氧化剂,SO2、NOx和VOCs在氧化剂的作用下通过气相和液相化学、非均相化学反应生成SO42-、NO3-和SOA.

1.2 国内外PM2.5与O3协同控制进展

1.2.1我国PM2.5与O3协同控制进展

2013年以来,我国相继发布或修订《大气污染防治行动计划》《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规政策[23]. 明确提出加强灰霾、O3的形成机理、来源解析、迁移规律和监测预警等研究,为污染治理提供科学支撑;将NOx和VOCs排放的总量控制要求作为建设项目环境影响评价审批的前置条件;在《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《“十三五”生态环境保护规划》中,明确要求NOx排放总量减少15%,在重点区域、重点行业推进VOCs排放总量控制,全国排放总量降至10%. 在《国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》中,明确要求加强城市大气质量达标管理,推进PM2.5和O3协同控制,地级及以上城市PM2.5浓度下降10%,有效遏制O3浓度增长趋势,基本消除重污染天气.

2018年6月16日国务院发布《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,强调全面加强党对生态环境保护的领导,加强工业企业大气污染综合治理,强化工业企业无组织排放管理,进一步降低颗粒物质量浓度,推进VOCs排放综合整治,打好柴油货车污染治理攻坚战[24],要求各地编制实施打赢蓝天保卫战三年作战计划,打好污染防治攻坚战. 自2012年以来,我国相继发布了GB 3095-2012《环境空气质量标准》《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》等系列标准、规范,已形成了“两级五类”环境保护标准体系. 我国政府正通过拨付大气污染防治专项资金、建立大气污染防治法规标准体系、强化区域联防联控机制、开展中央生态环保督察及强化监督帮扶工作、开展大气污染防治攻关科研项目、强化科技支撑等措施,逐步探索出一条符合我国国情的PM2.5与O3协同控制道路.

1.2.2国外PM2.5与O3协同控制状况

从国际经验来看,美国和欧盟经过近五十年大气污染防治,逐渐从单污染物防治到多污染物协同控制,欧美发达国家在PM2.5与O3协同控制方面均取得了一定成效[25]. 数据显示,1980-2015年,美国O3浓度总体呈波浪式下降趋势,36年间美国O3浓度下降了35.6%;2000-2012年,美国PM2.5的年均浓度下降了33%;2006-2014年,欧盟28国PM2.5年均值降幅达28%,年均降幅约3.5%;在近10~15年,欧盟不同地区乡村站点的O3浓度值均有下降趋势.

不断严格空气质量标准. 美国O3的监管政策以《清洁空气法》为主体,1971年,US EPA(美国环境保护局)制定了O3日最大8 h滑动平均值的一级和二级标准,2015年,US EPA进一步将O3日最大8 h滑动平均值标准降至140 μg/m3. 在应对O3污染的同时,美国于1997年开始监测PM2.5,1999年开始全国范围的PM2.5监测,不断加严PM2.5标准,2012年PM2.5年均浓度一级标准由15 μg/m3加严至12 μg/m3[26]. 为保护人体健康,美国采用O3日最大8 h滑动平均值第四大值作为标准限值,欧盟采用O3日最大8 h滑动平均值作为标准限值,均比我国现行标准更加严格.2008年,欧盟的空气质量标准(2008/50/EC指令)中增加了PM2.5的标准,对PM2.5年度限值进行逐步严格的约束,以督促各成员国改善空气质量[27].

不断加强对空气质量的监控与信息公开. US EPA以空气质量改善为目标,为更好掌握污染的产生及污染状况,要求各州或地方在O3污染严重地区必须建立光化学评估监测站,全面监测O3及其前体物以了解O3污染发生的原因. 美国先后建立了由4 000个子站组成的、由州和地方政府运行并管理的州和地方空气监测网(SLMS)和主要位于乡村区域的清洁空气现状和趋势网(CASTNET). 欧盟为进一步的空气污染治理和监管工作奠定基础,多个组织机构共同监管空气污染问题并进行信息通告与报告. 高度的信息公开一方面对公众起到一定的警示作用,另一方面还能够督促各地区加强对空气污染的治理力度.

制定总量控制目标和区域减排战略. US EPA于2005年发布了《清洁空气洲际法规》(CAIR),希望通过对各州NOx、VOCs等前体物的综合管控,使O3和PM2.5浓度未达标区的面积分别减少95%和67%;并在第2~7轮战略规划中均设置了大气污染防治目标,约束性指标覆盖PM、O3、NOx、VOCs、SO2、CO等多种污染物[28];欧盟《国家排放限值指令(NECD)》(2001/81/EC指令)提出了针对人体健康和植物的O3环境目标,下达了O3前体物削减的基本任务,为15个成员国确定了SO2、NOx、VOCs和NH3的年排放总量,以减少O3的前体物.

注重区域联防联控和公众参与. 为推动区域空气质量达标治理,美国利用新的监测数据,根据新标准将各地区划分为达标区和非达标区;各州再根据“州政府独立实施原则”及新区域的划分,制定并提交新的州政府计划(SIP),采取一系列措施以达到新的空气质量标准要求[29]. 欧洲经济委员会签订《长距离跨界空气污染公约》,实施区域联防联控,其中包括《欧洲空气污染物长距离传输监测与评价合作计划(EMEP)》[28],可为区域内PM2.5和O3的监测和防治提供指导. 欧盟的信息公开化程度较高,充分调动了公众监督防治空气污染的积极性. 2008/50/EC指令第26条中规定成员国需要对公众充分及时地公开空气质量相关事项,同时也规定成员国需要向公众公开发布污染物的年度报告.

系统推进大气污染防治技术的科学研究. 高度重视大气污染防治技术的研发是美国大气污染治理的一个突出特点,在美国大气污染治理过程中,始终奉行“科技先行”的治理政策,并通过立法保证大气污染防治科技的研究能够被执行. 美国联邦政府以强化重点源减排、多污染物协同控制、区域联防联控为主要思路,制定了以技术为基础的危险空气污染物排放控制标准和以最佳可得控制技术推进污染减排策略,有针对性地对不同行业、不同区域污染物(SO2、NOx、VOCs等)的排放进行严格控制,提出了严格的排放和技术标准. 大气污染防治技术的发展是实施有效区域大气污染控制的有利科技支撑,欧盟为有效防治区域大气污染,实行了最可行控制技术和统一技术标准,对大气污染物的减排发挥了巨大作用[30].

2 我国复合污染治理面临的挑战

2.1 PM2.5和O3复合污染现状严峻

随着《大气污染防治行动计划(2013-2017年)》的实施,我国环境空气质量持续改善. 但PM2.5污染防治问题任重道远,同时O3污染问题逐渐突出. 在区域尺度上,PM2.5和O3污染具有非常显著的空间关联性,目前我国总体呈现出PM2.5污染越重的区域,其O3污染也越重的特点;在时间尺度上,虽然PM2.5和O3各自具有相应的污染季,但是也存在PM2.5和O3同时发生污染的现象[31]. 大气复合污染的严峻现状给我国“十四五”期间大气污染防治工作带来较大挑战[32].

目前我国绝大部分地区环境空气NO2、CO、SO2浓度等常规污染物已经低于GB 3095-2012二级标准限值,且大部分企业一次污染物的排放浓度也能达到排放水平,但二次污染物PM2.5和O3仍存在超标现象,表明我国现有一次污染物的环境空气标准以及排放标准已经难以适合当前大气复合污染防治需求,亟需制定更为严格的标准;我国目前基于PM2.5和O3污染水平对空气质量进行评价,地方政府以及相关企业无法把握控制对象,只能通过关停企业运行以及进行企业搬迁等强“堵”方式进行短暂或小区域防控,这对国民经济发展影响巨大,且协同治理难以落到实处.

2.2 PM2.5和O3复合污染复杂性的挑战

近年来我国大气污染特征发生巨大变化,PM2.5组分中二次组分显著增加,其前体物来源与O3前体物来源高度一致. 大气氧化性的增加进一步推进了细颗粒物的形成,使得颗粒物治理难度更大. 因此,PM2.5和O3之间的关联性和复杂性为协同控制带来巨大挑战.

2.3 复合污染深入精细化治理的挑战

“十四五”期间我国大气污染防治事业将持续推进,污染源防治逐渐向产业、交通、用地等结构性领域迈进. 大气污染防治“一市一策”工作深入开展,城市精细化管理水平得到进一步提高. 但城市治理难度逐渐加大,通过“双替代”、散乱污整治、工业深度治理等措施,重点地区能源、工业等方面环保水平得到很大提升,下一步减排潜力挖掘需要通过更加精细、精准的手段,污染物持续大幅减排的边际成本也将进一步加大.

2.4 新形势下在更多维度开展协同治理的挑战

“十四五”期间我国区域大气污染联防联控机制将进一步健全,大气重污染应急防控技术更加成熟,而当面对范围更大、机制更复杂、协同难度更大的复合污染控制新形势时,需要从更多维度开展协同治理,如多种学科协同、多个部门协同、多个区域协同、多个行业协同、多种技术协同、多种标准协同等.

3 复合污染协同治理理论体系的内涵

3.1 对于协同治理认知的提升

大气污染防治工作是我国生态环境保护的重要部分,并随主要大气环境问题的演变而不断深化. 近50年来,我国在空气质量管理方面做了大量工作并取得显著成效. 自20世纪70年代以来,我国大气污染治理随着社会经济发展和生态环境保护事业发展主要经历了消烟除尘构建大气环境容量理论(1972-1990年)、分区管控防治酸雨和二氧化硫污染(1991-2000年)、总量控制二氧化硫排放量见顶下降(2001-2010年)、攻坚克难打赢蓝天保卫战(2011-2020年)四个阶段[33]. 随着“十四五”的到来,以及大气复合污染特征的逐渐显著,二次污染物及其前体物成为核心控制对象,以往针对单项一次污染物排放的控制思路将面临根本性转变,协同治理也将成为下一阶段大气污染防治的主航道.

3.2 协同治理的全视角与多维性

当前,在习近平生态文明思想指导下,在绿色发展、低碳发展、高质量发展推动下,在新旧动能转换带来产业结构、能源结构、交通运输结构进一步调整和优化的背景下,更先进的大气污染协同防治理念将为污染物减排提供更强大的动力,生态环境治理体系和治理能力现代化建设将为空气质量的持续改善提供坚实保障. 未来我国大气污染协同治理的创新思路将从单一区域单一污染物治理升级为整体的、系统的综合科学思路,从单元的、单维的治理上升到全视角、多维度、多目标、可持续的综合调控过程,从环境治理升华为以全社会高质量发展为目标的全部门多结构治理,以满足全方位、全区域、全时域的控制要求.

3.3 协同治理的全过程和完整性

大气污染协同治理不仅是多项污染物的协同. 大气污染防治走向协同治理的道路,应将大气污染法规与标准、空气质量监测与评估、排放源监管与执法、污染防治技术、工程建设与运营、信息化与智慧化建设、改善与达标规划等贯穿为一个整体,实现大气污染管理体系的大协同. 针对复合污染复杂性、长期性、区域性、全局性特点,将大气复合污染“改善目标”嵌入到全治理环节,深入到行业治理末梢,延伸到生产生活全链条,扩展到“十四五”及中长期规划的相关领域,形成大空间尺度、长时间尺度、多部门协同的治理格局.

3.4 协同治理科技支撑的高度交叉性和集成性

大气污染协同治理,是通过全面考虑和统筹决策,实现控制路线科学化、控制目标多元化、控制指标系统化、控制管理精细化. 协同治理是落实“五个精准”(问题精准、时间精准、区位精准、对象精准和措施精准)的具体举措,更需要坚实的科技支撑. 大气复合污染的治理体系需进一步深化融合大气化学、大气物理学、测量技术科学、规划评估科学等传统大气学科,也需要进一步挖掘监测技术、溯源技术、清单技术、控制技术、模型技术等新潜力,更需要与信息化技术、大数据技术等新技术充分结合,甚至需要进一步与生态学、环境学、资源学、经济学、社会学等深度协同. 而复合污染治理本身的复杂性及其延伸领域的广阔性也决定了科技支撑需要进一步广泛集成.

4 复合污染协同治理理论体系构建

4.1 理论体系构架

基于以上分析,尝试构建了大气复合污染协同治理理论体系框架(见图1).

图 1 大气复合污染协同治理理论体系结构Fig.1 The framework of theoretical system for the synergistic control of compound air pollution

首先需要科学制定大气复合污染协同治理目标,包括PM2.5浓度在“十三五”基础上进一步降低、O3(氧化性)污染得到遏制并进入下降通道、VOCs和NOx排放量显著降低、重污染消除、优良天增加、大气环境治理技术及产业发展迈上新台阶、环境与经济协同高质量发展. 此外,需配套建设涵盖多学科多技术的科技支撑保障体系.

4.2 理论体系组成

4.2.1基本原则

深入贯彻习近平生态文明思想,践行“绿水青山就是金山银山”理念,以改善环境空气质量为核心,大力推进清新空气示范区建设,以“减污降碳协同增效”为总抓手,强化大气多污染物协同控制、区域协同治理、多行业协同治理、多能力协同提升. 以PM2.5和O3协同控制为主线,调整优化产业结构、能源结构、运输结构等,抓好VOCs和NOx协同治理,推进空气质量改善取得新成效,切实增强人民群众蓝天幸福感、获得感.

4.2.2基本思路

a)坚持科学精准治气. 结合国内经济和产业分布实际,客观分析不同区域大气环境质量现状、污染来源、工作基础及经济社会发展现状等,系统分析PM2.5及O3复合污染的主控因子,科学划定重点区域,制定实施差异化的目标任务和针对性的治理措施,提高大气污染治理成效.

b)坚持综合系统治气. 注重源头治理、综合治理、系统治理. 着力推进发展方式转变,加大产业结构、能源结构、运输结构等调整优化力度. 强化数字赋能,建立健全数字治气工作体系,加强大气监测监控新技术、新装备的应用.

c)坚持严格依法治气. 严格依法监管、依法治理、依法处罚. 坚持达标监管和帮扶指导相结合,加强政策宣传和技术服务,引导企业自觉守法、减污增效.

d)坚持多维协同治气. 加强减污降碳协同,推进大气污染物与温室气体协同减排;加强部门协同,全方位推进大气污染防治工作;加强区域协同,深化区域治气协作;加强社会协同,广泛动员行业协会、企业、媒体、公众共同参与.

4.2.3核心协同内容

a) 结构协同:推动结构调整,助力绿色发展. 开展结构协同优化是推进大气复合污染协同治理的根本途径. “十三五”期间大气污染防治攻坚战的成功经验从结构层面可以归纳为以下几点:一是调整能源结构,压控煤炭消费总量、油气消费增速,加速能源清洁化、高效化发展;二是调整产业结构,加快淘汰落后产能、压减过剩产能,优化调整产业布局,升级生产工艺,提高排放标准等;三是调整交通运输结构,加快提升公路运输转铁路运输、公路运输转水路运输,淘汰黄标车和国三以下柴油货车,油品升级、提高排放标准,逐步实现电动化等. 结构优化调整将大幅助力大气复合污染治理,而大气复合污染的复杂性需要在三大结构优化中更注重考虑量化的协同,以期在获得实质性结构减排的同时达到最优的复合污染防治目标.

b) 区域协同:科学划定重点区域,确定区域目标,以区域污染特征基础及改善目标为导向设定城市目标与治理途径. 大气复合污染的协同治理重在区域协同. 2015年我国《大气污染防治法》修订时对区域间联防联控进行了专门规定. 改善区域间大气污染联合防治机制,还需加强协同立法,完善地方政府的主体责任. 强调实现区域协同治理,要科学划定重点区域,确定区域改善目标,并与区域发展目标相结合,面向未来打造新的区域生态圈和经济圈. 协同治理与推进区域发展协调,是探索完善城市群布局和形态、为优化开发区域发展提供示范和样板的需要,是探索生态文明建设有效路径、促进人口经济资源环境相协调的需要,是实现区域优势互补、促进区域发展的需要,要坚持优势互补、互利共赢、扎实推进,加快走出一条科学持续的协同治污和协同发展之路.

c) 部门协同:政府多部门充分同步,以复合污染治理目标为约束条件制定管理领域主要措施和发展规划. 大气复合污染的治理工作是一项系统性工程,在全面治理的过程中需要多方共同努力. 由于以政府为主导的多元治理主体在治理过程中,多元利益诉求的表达具有一定差异性,如果形成不了系统治理协同体系,会严重影响大气污染治理效果. 此外,大气复合污染的流动性、超边界性和复杂性特征,使得各政府部门在大气污染治理问题上不能形成系统化的协同治理思路,并且对协同治理主体定位界定模糊. 因此,形成多元主体协同的跨界治理机制,这对大气污染治理具有重要意义. 应以协同治理作为核心理论支撑,对大气复合污染治理的政府协同机制进行优化和细化,通过系统性的设计来完善协同机制.

d) 产业协同:大力推进绿色转型,加强包括源头控制在内的全行业全过程治理和全产业链管理,形成多行业协同共治的新格局. 产业、行业、企业的深度协同治理是污染物实质减排的重要保障. 一是加快推行行业企业使用低污染物含量原辅材料,明确分行业源头替代时间表,按照“可替尽替、应代尽代”的原则,实施一批替代型原辅材料的项目. 二是加强重点行业生产链条中全过程管理,鼓励重点行业采用原辅材料利用率高、废弃物产生量少的生产工艺,提升生产装备水平,鼓励采用自动化、智能化设备,鼓励生产场地布局、工艺装备等方面全面提升治理水平. 三是全产业链内不同行业的协同共治,尤其是针对产业链上下游行业企业开展材料、物流等协同的污染防治,加大供应链整体的污染物减排力度.

e) 法规协同:科学合理制定污染物排放标准(尤其是VOCs和NOx标准),以标准协同促进污染物量化协同减排. 依法治污是“三个治污”的重要组成部分,法规标准也是有效减排的重要抓手. 大气复合污染的精细化治理,对于我国大气污染治理法规标准体系的建设提出了新课题. 一是需要进一步细化更新相关标准法规,使污染物排放限值与技术发展和治理目标相匹配. 二是进一步将法规标准与协同治理途径相衔接,尤其针对复合污染关键前体物的协同减排需制定量化指标. 三是国家标准、区域标准、地市标准及相关立法等需进一步优化协同,为标准的可操作和可实施提供保障.

f) 治理协同:严格控制生产环节,减少过程泄漏,升级改造治理设施,实施高效治理,深化园区和集群废气整治,切实减轻污染. 形成“企业-园区-集群”的大气污染物深度治理格局是深挖污染源减排潜力的重要途径. 一是持续强化以企业为控制基本单元的减排责任,严控生产环节与末端排放;二是强化提升园区大气环境综合治理水平,引导转型升级、绿色发展,加强资源共享,实施集中治理和统一管理;三是加大企业集群治理,优化企业集群布局,积极推动企业集群入园区或小微企业园,对存在突出问题的企业集群要制定整改方案,统一整治标准和时限,实现标杆建设一批、改造提升一批、优化整合一批、淘汰退出一批.

g) 决策协同:复合污染治理科学决策与温室气体管控科学决策的协同. 大气复合污染和温室气体排放是同根同源同过程,所以从治理和减排路径来看基本一致,体现了管理决策的协同和路径的协同. 污染物减排路径中的结构优化途径,也是二氧化碳减排路径,而在碳中和情景下,上述路径会进展得更快、更彻底,污染物减排的力度会更大,环境质量改善的速度和幅度将远大于没有双碳的约束. “十四五”要深入打好污染防治攻坚战,就要突出源头治理、系统治理、综合治理,生态环境保护也将从污染物治理走向减污降碳协同治理,这是由我国新发展阶段经济社会全面绿色转型和低碳高质量发展所决定的. 减污降碳协同,将从根本上加快推动能源结构、产业结构、交通运输结构、用地结构和农业结构的调整,从更广领域、更深层次实现更高程度的结构减排、工程减排和管理减排.

h) 社会协同:全民参与,全社会参与,生产生活协同,从全社会各个方面推进减污降碳协同增效. 积极营造有利于开展大气复合污染协同治理的良好舆论氛围,增强企业开展VOCs和NOx治理责任感,大力推动行业龙头企业开展VOCs和NOx深度治理减排,践行绿色低碳发展. 选择相关行业VOCs和NOx治理正面典型,加强宣传报道. 积极发挥行业协会组织协调作用,倡导制定行业团体标准,打造示范引领企业,推动行业高质量发展. 推动绿色设计和生产环境友好型产品,倡导绿色低碳、简约适度、文明节约的生活方式,鼓励、引导公众主动参与VOCs和NOx减排.

4.2.4核心支撑保障

充分基于科学技术创新并依托科学决策推进复合污染协同治理的“八个协同”,达到协同治理目标.其中需融合学科领域:自然科学(大气化学、气象学、环境学)、工程科学(治理工程学、清洁生产、循环生产)、管理科学(运筹学、管理学、规划学、经济学等)、信息科学(大数据、人工智能等);依托关键技术领域:协同监测技术、复合溯源技术、精细化清单技术、智慧监管技术、多维模拟技术、综合决策技术、系统评估技术、高效治理技术等.

针对科学技术支撑领域,应着力打造四项保障能力.

a) 基础能力建设:大气复合污染监测溯源能力建设、污染源精细化监管能力建设、信息化能力建设(跨部门数据交互、生产数据与排放数据协同、科研-业务-决策融合的智慧平台等). 加快监测溯源能力建设,完善管理体系. 以VOCs监测为重点完善光化学立体监测网,制定O3、中间产物、衍生物及光化学反应重要前体物观测等统一的技术规范,同时进一步加强完善构建“天-地-空”一体的新技术监测网,建立国家、区域、城市层面PM2.5和O3污染协同预报预警平台及应急预案,制定不同污染程度下的应急减排措施,以减少对公众身体健康和生态环境的威胁与不良影响. 加快精细化排放源监管能力建设,以真准全要求严格把控企业按照标准排污,严格杜绝措施造假、应对造假和数据造假. 加快建设大气污染防治信息化能力,增强部门和区域间数据交互,深挖数据潜能和价值,以智慧决策实现污染物的优化协同减排和目标的达成.

b) 科技支持体系建设:协同目标制定、VOCs与NOx量化协同减排、用于管控的排放源清单(全覆盖、高精度、动态化)、多污染物与温室气体深度治理技术和协同减排技术、多目标智慧决策技术等. 强化科技支撑,提高PM2.5和O3污染控制精准性. 深入研究二次颗粒物与O3形成的化学机理和气象影响,系统探究O3的时空分布情况和影响因素,开展PM2.5和O3污染成因与来源解析,准确定量全国-区域-城市不同空间尺度上的PM2.5与O3来源,识别O3生成敏感性和关键前体物,确定最优的NOx和VOCs减排比例;打造全覆盖、高精度、动态化的精细排放源清单,实现排放源情况的精准评估与监管;积极开展多污染物与温室气体深度治理技术和协同减排技术研发实践,积极打造减污降碳协同增效的区域、园区及行业企业示范典范.

c) 大气污染防治产业发展:促进大气污染治理产业的良性发展,与各协同领域充分融合对接并形成实质性支撑. 加快优化复合污染治理技术市场体系,以环保产业的优化发展带动协同治理. 加强大气污染治理所需要的科技产品研发,加强绿色原料生产技术、工艺过程技术、末端治理技术的研发和推广,以最佳可得控制技术推进污染减排;加强科技咨询产品化和产业化发展,以科技治污理念贯穿产业发展. 优化大气复合污染治理的技术咨询、硬件装备、企业咨询、治理技术、信息平台等各方面的市场格局,建立龙头企业带动产业上下游、国家级-省级-市级环保企业优势互补、政产学研用全链条贯通的产业新格局,以产业化发展助力大气复合污染治理.

d) 人才梯队:形成与复合污染协同防治目标和进度安排同步的人才梯队和梯队建设机制,包括监测人才、监管人才、执法人才、管理人才、科研人才、治理工程人才、决策人才等. 打造一支业务突出、经验丰富、装备精良、作风扎实、能打硬仗的专业化人才队伍.

5 结论与展望

5.1 结论

复合污染治理是大气污染防治的新阶段、新途径. 大气污染防治工作是我国生态环境保护的重要组成部分,并随社会经济发展过程中出现的主要大气环境问题的演变而不断深化. 我国在大气污染控制和空气质量管理方面做了大量工作并取得显著成效,从酸雨防治及两控区的划定,到可吸入颗粒物防治,再到PM2.5防治和重污染过程应对. 目前以PM2.5和O3为典型代表的大气复合污染已经成为我国大气污染防治的核心方向,这是我国大气污染防治事业的重要战略转折点,也是污染防治与“碳达峰、碳中和”工作深度融合的里程碑. 因此,针对大气复合污染协同治理的理论体系也面临进一步的完善、深入、扩展和升级.

大气复合污染是社会经济发展到一定程度的产物,发展的问题要在发展中解决,这也是我国大气污染防治理论体系需要进一步优化的必要性,需与时俱进地发展大气污染防治的理论和关键技术. 笔者从梳理复合污染治理目标为出发点,构架了包括结构协同、区域协同、部门协同、产业协同、法规协同、治理协同、决策协同、社会协同等在内的协同治理核心任务,并对开展多项协同的核心支撑保障条件提供了建议.

5.2 展望

大气复合污染协同治理在相当长的时间尺度内将是我国大气污染治理事业的重点. 我国的大气污染防治相关技术体系、方法体系、法规体系、科研体系等也将面临新的挑战. 笔者初步提出了大气复合污染协同治理理论体系的内涵、构架和内容设计,但正如文中分析,大气复合污染治理是多个学科、多种技术、多个维度的融合,还需要持续针对各项“协同任务”开展更加深入的研究和讨论,以提出完善、系统、实用的分体系和分任务.

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