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数值模型定量《美国国家科学院院刊》刊登我国

  11月19日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线空气质量改善的驱动力》,清华大学研究团队通过数值模型逐一定量了我国《大气污染防治行动计划》(以下简称大气十条)中各项政策的贡献,评估了“大气十条”对2013-2017年间我国大气细颗粒物(PM2.5)污染的改善情况和健康效益。

  2013年9月国务院发布实施的“大气十条”,明确了当前和今后一个时期大气污染防治总体思路,提出10条35项重点任务措施。各项政策对空气质量改善起到了多大作用?有没有量化的方法能够评估?

  清华大学环境学院郝吉明院士课题组、贺克斌院士课题组、地球系统科学系(以下简称地学系)张强教授课题组合作在梳理总结五年间空气污染治理措施的基础上,依托清华大学开发的中国多尺度排放清单模型,结合大气化学传输模型和大气污染暴露-响应模型,评估了2013-2017年间中国PM2.5污染改善的主要驱动因素,逐一定量了《大气十条》中各项政策的贡献。

  研究发现,2013-2017年间全国人群PM2.5暴露水平从61.8微克/立方米下降到42.0微克/立方米,下降32%。减排是中国近年来空气质量改善的主导因素,对全国人群PM2.5暴露水平下降的贡献为91%,气象条件贡献仅为9%。

  通过《大气十条》主要政策实施,全国范围内减少二氧化硫排放1640万吨,氮氧化物排放800万吨,一次PM2.5排放350万吨。工业行业提标改造(包括电力超低排放改造和钢铁、水泥等重点行业提标改造)、燃煤锅炉整治、落后产能淘汰以及民用燃料清洁化是对空气质量改善最为有效的四项政策,分别使全国人群PM2.5浓度暴露水平下降了6.6、4.4、2.8和2.2微克/立方米。

  研究得到中国工程院、国家自然科学基金委和国家重点研发计划的支持,首次量化评估了《大气十条》。研究进一步建议,为打赢蓝天保卫战,必须在巩固和深化《大气十条》行之有效的措施和政策基础上,加大力度释放能源、产业和交通结构调整的污染减排潜力;同时实施更加严格的非电工业行业控制政策,实施柴油机污染防治行动计划和挥发性有机物(VOC)减排工程,推进农业和畜牧业氨排放治理,加大氮氧化物、VOC和氨减排力度,实现全国空气质量持续稳定改善。

  图为《大气十条》各项政策对污染物减排、PM2.5浓度下降及相关健康效益的贡献

  大气臭氧污染的形成机理十分复杂,主要由挥发性有机物和氮氧化物在光照条件下通过一系列光化学反应生成。其污染程度与挥发性有机物、氮氧化物等前体物浓度,以及光照、温度等气象条件密切相关。臭氧的前体物中,挥发性有机物的主要排放源包括工业(特别是石油化工)、交通和民用部门以及天然源,氮氧化物则主要由工业(包括电力)和交通部门排放。

  当前我国空气质量管理已进入PM2.5和臭氧协同防治的深水区。全国臭氧污染呈现恶化趋势,且已有研究表明降低PM2.5浓度可能恶化臭氧污染形势。现有研究结果表明,PM2.5和臭氧污染是彼此关联的大气二次污染问题,挥发性有机物和氮氧化物同时是PM2.5和臭氧形成的重要前体物。建立挥发性有机物和氮氧化物等多污染物非线性协同控制策略,特别是强化挥发性有机物排放的控制,不仅可以降低大气臭氧的浓度水平,还可降低PM2.5中二次有机物的生成,从而有助于PM2.5的控制。因此,我们建议应实施更加严格的非电工业行业大气污染综合防治,尽快启动国家柴油机污染防治行动计划和国家挥发性有机物减排工程,降低PM2.5和臭氧的前体物排放量,协同治理PM2.5和臭氧污染。

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