薛文博等：我國大氣環(huán)境管理歷程與展望

大氣網(wǎng)訊:摘要：隨著大氣環(huán)境問題從煤煙型向以細顆粒物和臭氧為特征的區(qū)域復(fù)合型污染演變，我國大氣污染控制模式從以污染物排放濃度控制為核心、以污染物排放總量控制為核心逐漸走向以大氣環(huán)境質(zhì)量改善為核心。特別是近幾年全國各地在空氣質(zhì)量管理、科學(xué)精準治污等領(lǐng)域開展一系列積極的探索與實踐，取得了顯著成效。本文系統(tǒng)回顧了近50年來我國不同階段大氣環(huán)境管理工作的特點，重點梳理了2013年《大氣污染防治行動計劃》實施以來空氣質(zhì)量管理經(jīng)驗與成績，結(jié)合“減污降碳”總體部署對我國2035年“美麗中國建設(shè)目標基本實現(xiàn)”時的空氣質(zhì)量進行了展望，從細顆粒物與臭氧協(xié)同控制的角度出發(fā)，提出了“十四五”期間我國大氣環(huán)境管理的總體思路。

引 言

上世紀70年代，以派員參加第一次人類環(huán)境會議和組織召開第一次全國環(huán)境保護會議為代表，我國開啟了現(xiàn)代污染防治和環(huán)境保護的新征程[1]。大氣環(huán)境管理作為環(huán)境保護的重要組成部分，在此后的50年間不斷深入發(fā)展。隨著大氣環(huán)境問題從煤煙型向以PM2.5和O3為特征的區(qū)域復(fù)合型污染的演變[2]，大氣污染防治工作大致經(jīng)歷了消煙除塵、酸雨和二氧化硫（SO2）控制、污染物總量控制、區(qū)域復(fù)合型污染防治階段4個階段，污染控制模式也從以污染物排放濃度控制為核心、以污染物排放總量控制為核心逐漸走向以大氣環(huán)境質(zhì)量改善為核心。不同階段的控制重點都緊密圍繞著當時要解決的主要大氣問題，引領(lǐng)我國大氣環(huán)境管理走向深入。到2020年，全國城市SO2和CO均達標，NO2超標城市數(shù)量控制在10%左右，以PM2.5為主的顆粒物污染治理成效顯著，但與保護人體健康的要求相比，我國環(huán)境空氣質(zhì)量仍有較大差距[2]。2020年全國PM2.5平均濃度為世界衛(wèi)生組織指導(dǎo)值（WHO）的3.3倍，O3污染問題也日益凸顯。而我國目前以煤為主的能源結(jié)構(gòu)、以重化工為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、以公路為主的運輸結(jié)構(gòu)給大氣環(huán)境治理帶來較大的挑戰(zhàn)。此外，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布的“二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”也給大氣環(huán)境治理帶來更大的機遇與挑戰(zhàn)。本文在系統(tǒng)回顧我國大氣污染治理歷程基礎(chǔ)上，立足于“減污降碳”協(xié)同增效和“2035美麗中國”的需求，研究了我國中長期空氣質(zhì)量改善路徑；立足于PM2.5和O3協(xié)同控制的需求，提出了“十四五”期間空氣質(zhì)量管理基本思路。研究成果對制定中國中長期空氣質(zhì)量改善路徑具有重要意義，可為環(huán)境管理部門提供有效的技術(shù)支撐。

01大氣環(huán)境管理歷程

1.1 消煙除塵階段（1972—1990年)

上世紀70年代到90年代，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和能源消耗量的急劇增加，我國城市煤煙型污染越來越嚴重，大氣污染防治工作在探索和實踐中不斷發(fā)展。1973年我國發(fā)布了第一個國家環(huán)境保護標準《工業(yè)“三廢”排放試行標準(GBJ 4—1973)》，規(guī)定了工業(yè)廢氣中一些污染物的容許排放濃度和排放量。1982年我國發(fā)布了首個《大氣環(huán)境質(zhì)量標準（GB 3095—1982）》，劃分了三類環(huán)境空氣功能區(qū)，不同功能區(qū)針對不同的保護對象，執(zhí)行不同的大氣污染物標準濃度限值[1]。1988年6月起我國實施首部《中華人民共和國大氣污染防治法》，為保護和改善生態(tài)環(huán)境、保障人體健康、促進社會經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供了法律依據(jù)。此階段主要大氣環(huán)境問題是煙粉塵污染，到90年代，SO2排放引起的污染問題也開始逐漸顯現(xiàn)?？諝馕廴痉秶饕抻诔鞘芯值?，空氣質(zhì)量管理以屬地管理為主。針對這個階段的主要環(huán)境問題，大氣污染防治工作重點為工業(yè)點源的煙粉塵，實施了以大氣污染物排放標準為主要載體的排放濃度控制，要求鍋爐、工業(yè)窯爐煙塵達標排放，并推行了集中供熱和城市燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化等一系列措施，取得了一定效果，重點工業(yè)點源的排放強度明顯降低，空氣中總懸浮顆粒物濃度在1986至1990年間降低了30%左右。但經(jīng)濟快速發(fā)展導(dǎo)致了污染物排放總量快速增長，排放濃度達標與環(huán)境空氣質(zhì)量繼續(xù)惡化的矛盾仍然無法解決，相關(guān)學(xué)者開始探索基于大氣環(huán)境容量的總量控制。

1.2 酸雨與二氧化硫控制階段(1991—2000年)

上世紀90年代到本世紀初，我國的大氣污染防治在對污染源持續(xù)關(guān)注的基礎(chǔ)上，逐漸對大氣環(huán)境也有了更多的關(guān)注。1992年我國代表參加了聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議，會議通過了《關(guān)于環(huán)境與發(fā)展的里約熱內(nèi)盧宣言》和《21世紀議程》，隨后我國積極履行約定和承諾，相繼做出多項重大決策并采取積極的大氣污染防治行動，主要防治對象為SO2和總懸浮顆粒物，控制重點為燃煤鍋爐與工業(yè)排放[4]。但大氣污染防治執(zhí)行力度有限，SO2排放量持續(xù)增長。這一時期，長江以南的廣大地區(qū)降水酸度迅速升高，環(huán)境問題從局地煤煙型向區(qū)域性污染轉(zhuǎn)變，污染控制思路從排放濃度控制向總量控制過渡，致酸污染物的總量控制成為酸雨污染防治的重點。國家高度重視酸雨污染問題，將酸雨和SO2污染控制納入修訂的《大氣污染防治法》。1996年發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于環(huán)境保護若干問題的決定》，正式提出實施污染物排放總量控制，要求原國家環(huán)境保護局按照《大氣污染防治法》會同有關(guān)部門依法提出了酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)（“兩控區(qū)”）。

此外，1996年我國對《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》進行了第一次修訂，對總懸浮顆粒物等14 種環(huán)保術(shù)語、環(huán)境質(zhì)量分區(qū)分級有關(guān)內(nèi)容進行了修改，同時在主要污染物排放實施總量控制基礎(chǔ)上，開始推進全國16個城市大氣排污許可制度試點工作。

這一階段，通過實施燃煤含硫量限值、工業(yè)污染源SO2達標排放、SO2排放總量控制、機動車污染排放控制、征收SO2排污費、大氣排污許可制度等措施，全國SO2、酸雨污染得到一定緩解。但是，到2000年全國仍有70多個城市SO2年均濃度超標，華中、華南、西南和華東的酸雨污染問題依然嚴重。

1.3 污染物總量控制階段(2001—2010年)

在“兩控區(qū)”相關(guān)政策的基礎(chǔ)上，我國大氣污染控制的模式逐漸走向以污染物排放總量控制為核心[5-7]?！笆濉钡健笆濉逼陂g，我國持續(xù)開展污染物排放總量控制，對SO2和氮氧化物（NOx）排放量的控制取得了顯著效果。2002年10月國務(wù)院批復(fù)了《兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃》，將SO2控制總量落實到各省級單位及其所屬的“兩控區(qū)”，主要防治對象為電力行業(yè)SO2。2006年我國發(fā)布了《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》，SO2首次納入國家約束性指標體系。為了保障SO2減排目標的順利實現(xiàn)，國家將“十一五”總量控制指標分解到落實到省（自治區(qū)、直轄市）及火電行業(yè)。此外，我國還建立了節(jié)能減排責(zé)任制和問責(zé)制，減排指標完成情況被納入各地經(jīng)濟社會發(fā)展綜合評價體系，實行“一票否決”。2011年我國發(fā)布的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，將SO2、NOx雙指標同時納入了國家“十二五”約束性指標體系，非電行業(yè)脫硫和電力、水泥脫硝是這個時期的主要防控措施[8-9]。為了促進主要大氣污染物總量目標的實現(xiàn)，國家出臺和實施了一系列配套規(guī)劃和政策，主要包括《“十一五”期間全國主要污染物排放總量控制計劃》《節(jié)能減排綜合性工作方案》《主要污染物總量減排統(tǒng)計辦法》《主要污染物總量減排監(jiān)測辦法》《主要污染物總量減排考核辦法》等文件以及脫硫脫硝電價補貼、排污交易等經(jīng)濟政策，建立和完善了主要污染物總量控制統(tǒng)計、監(jiān)測和考核體系。

在我國經(jīng)濟保持平穩(wěn)較快增長情況下，總量控制的環(huán)境效果明顯。全國SO2、NOx排放總量出現(xiàn)大幅下降，大氣中SO2、NO2年均濃度均有所降低，基本解決了酸雨污染問題。其中：“十一五”時期全國SO2排放量下降14%左右，火電行業(yè)脫硫機組總裝機容量占比由2005年的12.0%快速上升到2010年的82.6%[10]；“十二五”期間，全國SO2、NOx排放總量分別累計下降18.0%、18.6%，脫硫、脫硝機組容量占煤電總裝機容量比例分別提高到99%、92%，完成煤電機組超低排放改造1.6億千瓦。雖然主要大氣污染物出現(xiàn)明顯下降，但是PM2.5等區(qū)域污染問題日益嚴重，其主要原因是環(huán)境政策和措施的制定在污染物排放與空氣質(zhì)量改善關(guān)系方面的考慮存在不足[11-13]。

1.4 區(qū)域復(fù)合型污染防治階段(2011年至今)

“十二五”中期以來，全社會對霧霾的高度關(guān)注逐漸推動形成了以環(huán)境質(zhì)量為核心的控制思路[14-15]。為應(yīng)對日益突顯的以PM2.5為特征的區(qū)域復(fù)合型大氣污染，2012年國務(wù)院批復(fù)了《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，初步樹立了以大氣環(huán)境質(zhì)量改善為工作核心目標的導(dǎo)向?！笆舜蟆币院?，生態(tài)文明建設(shè)力度顯著加大，生態(tài)文明思想深入人心，在這一背景下，2013年國務(wù)院印發(fā)了《大氣污染防治行動計劃》（簡稱“大氣十條”)，正式確立了以大氣顆粒物濃度為核心控制目標的大氣污染防治模式，通過多種污染源綜合控制與多污染物協(xié)同減排，全面開展大氣污染的聯(lián)防聯(lián)控[16-17]。為推進空氣質(zhì)量持續(xù)改善，實現(xiàn)“十三五”空氣質(zhì)量改善目標，2018年國務(wù)院印發(fā)了《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》（簡稱“行動計劃”），進一步鞏固和加強了以PM2.5等典型復(fù)合大氣污染物為核心的控制架構(gòu)[18-19]。

1.4.1 大氣污染防治行動計劃

《大氣十條》是2013至2017年間我國大氣污染防治的綱領(lǐng)性文件，提出了全國及重點地區(qū)空氣質(zhì)量改善要求，并將PM10、PM2.5濃度下降比例作為控制指標[20-21]?！按髿馐畻l”提出了加大綜合治理力度，減少多污染物排放；調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級；加快企業(yè)技術(shù)改造，提高科技創(chuàng)新能力；加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源供應(yīng)；嚴格節(jié)能環(huán)保準入，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局；發(fā)揮市場機制作用，完善環(huán)境經(jīng)濟政策；健全法律法規(guī)體系，嚴格依法監(jiān)督管理；建立監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急體系，妥善應(yīng)對重污染天氣；明確政府、企業(yè)和社會的責(zé)任，動員全民參與環(huán)境保護等十大措施。為破解京津冀地區(qū)大氣污染防治中的熱點和難點問題，2016年7月原環(huán)境保護部還發(fā)布了《京津冀大氣污染防治強化措施(2016-2017年)》。通過“大氣十條”的實施，2017年全國可比城市的PM2.5年均濃度相比2013年降幅高達35%，北京市PM2.5年均濃度從90μg/m3下降到58μg/m3。我國通過實施“大氣十條”，在世界上首次實現(xiàn)如此大的地域范圍內(nèi)的大氣環(huán)境快速改善，被聯(lián)合國贊譽“在應(yīng)對國內(nèi)空氣污染方面表現(xiàn)出了無與倫比的領(lǐng)導(dǎo)力”。

1.4.2 打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃

《行動計劃》是在“大氣十條”完美收官的基礎(chǔ)上，對以PM2.5污染為核心的管控思路的延續(xù)和深化?！缎袆佑媱潯穼O2、NOx排放總量和PM2.5年均濃度、空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)比率作為核心控制指標，提出了調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、運輸結(jié)構(gòu)、用地結(jié)構(gòu)和實施重大專項行動、強化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控等六大措施，并分解落實到國家相關(guān)部門，明確量化了指標和完成時限。與此同時，從2017 年開始，原環(huán)境保護部連續(xù)發(fā)布了京津冀及周邊、長三角和汾渭平原3大重點區(qū)域的多個秋冬季大氣污染綜合治理攻堅方案，以秋冬季PM2.5濃度下降和重污染天數(shù)減少為目標，采取長效措施、季節(jié)性錯峰和重污染天氣應(yīng)對等方式，通過強化監(jiān)督、科技幫扶和量化問責(zé)等手段，著力改善秋冬季的空氣質(zhì)量。生態(tài)環(huán)境部出臺了《排污許可管理辦法（試行）》和《固定污染源排污許可分類管理名錄》，基本建立以排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范為核心的排污許可技術(shù)支撐體系，各地基本完成火電、造紙、鋼鐵、水泥等15個行業(yè)排污單位排污許可證核發(fā)，推動了環(huán)境管理從粗放式管控轉(zhuǎn)向精細化管控。2017年開始，原環(huán)境保護部牽頭成立了多部門協(xié)作的大氣重污染成因與治理攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，以“1+X”模式組建了國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心，建立了“一市一策”跟蹤研究機制，對京津冀及周邊“2+26”城市、汾渭平原共39個城市進行科技幫扶，全面支撐了“行動計劃”的實施。

經(jīng)過三年的努力，全國及重點區(qū)域空氣質(zhì)量明顯改善，2020年全國PM2.5年均濃度相比2017年下降20%；京津冀及周邊地區(qū)、長三角、汾渭平原區(qū)域三大重點區(qū)域分別下降21%、26%和23%。

02未來形勢與中長期環(huán)境空氣質(zhì)量展望

2.1 新階段大氣環(huán)境形勢

2013年以來，我國大氣污染防治工作取得積極成效，大氣環(huán)境質(zhì)量顯著改善。到2020年，全國已經(jīng)消除了SO2和CO超標城市，NO2超標城市數(shù)量比例控制在10%左右，以PM2.5為主的顆粒物污染治理成效顯著。然而，我國的環(huán)境空氣質(zhì)量與保護人體健康的要求相比，仍有較大差距。2020年全國PM2.5平均濃度為33μg/m3，為WHO指導(dǎo)值的3.3倍，是歐美當前水平（歐洲15μg/m3，美國8μg/m3）的2-4倍；全國約37%的城市PM2.5年均濃度超標，24個城市超標50% 以上；約77%的重度及以上污染由PM2.5引起。同時，O3污染問題日益凸顯，2015年以來全國O3污染呈現(xiàn)波動上升態(tài)勢，2020年全國O3第90百分位數(shù)濃度為138μg/m3，比2015年上升12.6%，京津冀及周邊地區(qū)、長三角、汾渭平原區(qū)域三大重點區(qū)域2020年O3濃度較2015年分別上升24.5%、18.0%和32.1%；337城市中，O3濃度超標的城市數(shù)量從2015年的19個增加到2020年的56個；全國超標天中O3為首要污染物的占比從2015年的12.5%增加到2020年的41.8%，O3對優(yōu)良天數(shù)影響已接近PM2.5, 成為實現(xiàn)優(yōu)良天數(shù)約束性指標的重要瓶頸。因此，PM2.5和O3污染協(xié)同控制將是未來較長一段時間內(nèi)我國大氣污染防治的重點。

2.2 中長期空氣質(zhì)量發(fā)展路徑

我國大氣污染治理取得了階段性進展，產(chǎn)業(yè)、能源、交通三大結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整和末端治理措施已經(jīng)成為推動空氣質(zhì)量改善的重要手段。但是，目前我國大氣污染形勢依然嚴峻，空氣質(zhì)量整體水平與發(fā)達國家存在較大差距。此外，全國二氧化碳排放量依然處于上升通道，要實現(xiàn)習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布的“二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的愿景，任務(wù)艱巨。鑒于溫室氣體與大氣污染物具有同根同源、同時排放的特征，必須統(tǒng)籌好減污降碳工作，以二氧化碳排放達峰目標與碳中和愿景為牽引，把降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，以產(chǎn)業(yè)、能源、交通等結(jié)構(gòu)調(diào)整為手段，協(xié)同控制溫室氣體與污染物排放，優(yōu)化空氣質(zhì)量改善排放路徑，深入打好大氣污染防治攻堅戰(zhàn)和二氧化碳排放達峰行動，以實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效[21-22]。

在碳達峰目標、碳中和愿景和美麗中國建設(shè)目標的共同推動下，能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有望實現(xiàn)快速且深遠的清潔轉(zhuǎn)型，使得二氧化碳和空氣污染物排放量顯著下降，進而加速環(huán)境空氣質(zhì)量改善?；谥袊?020-2060年二氧化碳排放路徑（CAEP-CP），利用空氣質(zhì)量模型，模擬了減污降碳協(xié)同下的空氣質(zhì)量改善中長期路徑（CAEP-CAP）[23-24]，結(jié)果表明全國PM2.5平均濃度預(yù)計在2030年、2035年、2060年分別為27、23、11μg/m3；O3濃度均值在2030年、2035年、2060年分別為129、123、93μg/m3；按照我國現(xiàn)行空氣質(zhì)量標準，預(yù)計2030年、2035年全國空氣質(zhì)量達標城市占比將分別達到82%和94%，到2060年，將有一半左右的城市空氣質(zhì)量達到目前世界衛(wèi)生組織準則值的要求。對于末端治理和低碳政策對空氣質(zhì)量改善的貢獻表現(xiàn)為，在2035年前空氣質(zhì)量改善主要由末端治理措施驅(qū)動，低碳政策的作用主要體現(xiàn)在抑制能源消費快速增長，盡早進入峰值平臺期，緩解空氣質(zhì)量改善壓力；2035年后，低碳政策將為空氣質(zhì)量改善提供強勁動力；到2060年，低碳政策的協(xié)同效益對PM2.5和O3-8h 90th濃度降低的累積貢獻率將高于80%，具體見圖1和圖2。

2.3 “2035美麗中國”及“十四五”空氣質(zhì)量目標

黨的十九大提出了美麗中國建設(shè)兩步走的戰(zhàn)略，到2035年，美麗中國目標基本實現(xiàn)；到本世紀中葉，建成美麗中國。美麗中國的關(guān)鍵標志是“生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)”。黨的十九屆五中全會提出，我國到2035年基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）達到中等發(fā)達國家水平，經(jīng)濟總量或人均收入相對2020年翻一番，即略高于2萬美元?；?.2節(jié)我國中長期空氣質(zhì)量改善路徑，并參考國外污染減排及空氣質(zhì)量改善經(jīng)驗，預(yù)計到2035年我國邁入中等發(fā)達國家行列時，全國PM2.5年均濃度將基本達到歐盟現(xiàn)行PM2.5濃度標準和WHO過渡時期第二階段目標（25μg/m3），O3濃度控制到130μg/m3左右，95%以上的城市達到我國現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標準[25]。面向2035年美麗中國空氣質(zhì)量目標，基于“前緊后松”的基本原則，同時充分考慮現(xiàn)階段新冠疫情、中美戰(zhàn)略博弈等國際國內(nèi)發(fā)展環(huán)境面臨的復(fù)雜形勢，倒排設(shè)定“十四五”空氣質(zhì)量改善目標。2.4 污染減排路徑與選擇協(xié)同控制PM2.5和O3是持續(xù)改善我國空氣質(zhì)量的必由之路，其關(guān)鍵在于削減共同前體物NOx和VOCs排放量。對于PM2.5，減排NOx和VOCs將使得其濃度持續(xù)下降。對于O3，其濃度與前體物排放呈非線性關(guān)系[26]，在不同的生成控制區(qū)內(nèi)，前體物減排不當有可能使得O3濃度上升[27]。本研究表明，VOCs減排雖可降低O3濃度，但由于天然源VOCs排放量可觀，進一步減排人為源VOCs對控制O3污染的效果有限。此外，我國部分重點區(qū)域發(fā)達城市O3生成受VOCs控制[28]，NOx減排初期可能導(dǎo)致其O3濃度升高，但隨著NOx深度減排，O3濃度逐步開始加速下降，NOx減排對O3的改善效果逐步超過VOCs減排，NOx持續(xù)減排成為O3達標的關(guān)鍵。因此，需平衡好NOx與VOCs減排在局地與區(qū)域、短期與長期上的收益，對于設(shè)計我國中長期NOx與VOCs減排路徑至關(guān)重要。基于上述考慮，建議在中長期大氣污染物減排路線的設(shè)計中，將全國層面的NOx持續(xù)深度減排作為核心，將重點區(qū)域VOCs減排作為重要支撐，以實現(xiàn)PM2.5與O3的協(xié)同控制[29]。