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王文兴:新中国成立70年来我国大气污染防治历程、成就与经验

北极星大气网  来源:环境科学研究    2019/10/11 11:06:29  我要投稿  

北极星大气网讯:摘要:自20世纪70年代以来,我国在经济持续增长、能源消耗不断增加的同时,及时缓解了各类主要的大气环境问题,有效避免了欧美发达国家曾经出现的严重大气污染灾害.然而,目前我国仍然面临着大气污染尤其是二次污染的严峻挑战. 为此,非常有必要全面梳理与分析新中国成立70年以来,特别是自20世纪70年代至今,我国大气污染防治的历程、成就与经验. 结果表明:我国在各阶段的大气污染防治过程中均取得了较为明显的环境空气质量改善成就与较为丰富的污染防控经验,并在此过程中形成了具有中国特色的大气污染防治理论与管理模式,构建了系统科学的大气污染综合防控体系. 今后我国大气污染治理工作应进一步明确各级政府主体责任,强化重点污染源治理,继续调整优化四大结构,统筹兼顾,强化区域联防联控,强化科技能力建设,注重大气环境问题预测,加强环境科学与技术研究,共同推进大气污染防治,打赢蓝天保卫战.

大气污染是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,当污染物含量达到有害程度以致破坏生态系统和人类正常生存与发展时,对人或物造成危害的现象[1];其本质是大气污染物通过一系列复杂的物理、化学和生物过程,对人体健康和人类生存环境造成不利影响[2]. 随着我国工业化及城市化的快速发展,大气污染已成为世界各国面临的最大环境挑战之一[3]. 大气污染严重危害人体健康,并会对生态环境、气候变化等造成不利影响[4-5],已引起各国政府的高度重视,我国政府一直高度重视大气污染防治.

自新中国成立以来,我国大气污染防治历经风雨,从蹒跚起步、探索前行直至稳步发展、成绩卓越[6-12].近年来,一些学者梳理了我国大气污染防治的历程,从不同角度对我国大气污染防治经验进行了总结[3,6,13]. 然而,如果说我国大气污染治理犹如一列启动后未曾停止过的列车,那么自2013年以后,这趟列车则是进入了高速铁路轨道,高速前进[14]. 因此,有必要再次梳理我国大气污染防治的发展历程与成就,特别是自党的十八大以来所开展的大气污染防治实践,从中总结优秀经验,以期为我国乃至世界的大气污染防治提供参考.

该研究对我国大气污染防治工作进行了回顾分析,梳理了我国大气污染防治历程、成绩与经验,重点阐述了我国在大气污染防治过程中所取得的环境空气质量改善成就,以及在此过程中形成的具有中国特色的新理论与新的管理模式,并总结其对今后我国大气污染防治工作的启示,研究成果不仅可以为我国下一阶段的大气污染治理提供经验借鉴与决策参考,也可供其他面临大气重污染问题的国家借鉴. 该研究目的在于宣传我国大气污染防治成就,促进我国大气污染防治工作再上新台阶,以及为深入开展“不忘初心,牢记使命”主题教育,践行习近平生态文明思想,推动我国大气污染防治事业,改善我国大气环境质量贡献力量.

1我国大气污染防治历程

我国大气污染防治工作主要开始于20世纪70年代[3],我国大气污染的防治历程大体可以分为4个阶段,即起步阶段(1972–1990年)、发展阶段(1991–2000年)、转型阶段(2001–2010)与攻坚阶段(2011年至今),各阶段的环境保护组织结构、防治对象、工作重点、法律法规、行动计划、污染物排放与空气质量标准等均有明显变化[11](见表1).

表1 我国不同时期大气污染防治工作的特点

Table 1 Characteristics of air pollution prevention in China during different periods

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1.1起步阶段(1972–1990年)

1972—1990年是我国大气污染防治的起步阶段. 1972年我国组织代表团参加了联合国人类环境会议,开启了我国环境保护的征程. 该阶段我国大气污染防治对象以烟尘和悬浮颗粒物为主,空气污染范围主要限于城市局地(如太原市煤烟型大气污染、兰州市光化学烟雾污染、天津市工业烟气污染),控制重点是工业点源,空气质量管理以属地管理为主,主要任务包括排放源监管、工业点源治理、消烟除尘等.

1973年第一次全国环境保护会议召开,确定了环境保护“32字方针”,通过了《关于保护和改善环境的若干规定》. 随后,国务院成立了原国务院环境保护领导小组(下设环境保护办公室,后升级为原国家环境保护局),为我国重大大气污染问题的调查和决策起到了重要的领导、支撑和推动作用. 环境保护立法对我国大气污染防治工作具有里程碑的意义,1978年第五届全国人民代表大会将“保护环境和自然资源,防治污染和其他公害”写入《宪法》,1979年颁布了第一部综合性的环境保护基本法——《中华人民共和国环境保护法(试行)》,其中包括建立中国环境科学研究院和中国环境监测总站. 1987年《大气污染防治法》出台,为大气污染治理提供了法律保障和执法依据,起到了重要的指导性作用. 环境保护标准的发布对大气污染治理有重要的引导和推动作用:1973年我国发布了第一个国家环境保护标准——GBJ 4—1973《工业“三废”排放试行标准》,规定了工业废气中一些污染物的容许浓度和排放量;1982年制定了GB 3095—1982《大气环境质量标准》,划分环境空气功能区,规定了空气污染物3个级别标准浓度限值. 这些标准使得大气污染防控和监测可操作化.

1.2发展阶段(1991–2000年)

1991—2000年是我国大气污染防治的发展阶段. 1992年我国派员参加了联合国环境与发展会议,会议通过了《关于环境与发展的里约热内卢宣言》和《21世纪议程》,对各国保护环境与生态、谋求社会经济可持续发展提出了更高要求,我国积极履行约定和承诺,相继做出重大决策并采取积极行动. 这一阶段的主要防治对象为SO2和悬浮颗粒物,空气污染的范围由城市局地污染向区域性污染发展,出现了大面积的酸雨污染,控制重点为燃煤锅炉与工业排放.

此前,我国已经实施了一些以消烟除尘为目的的排放源管控措施,但由于经济发展迅速,大气污染防治执行力度有限,大气污染物特别是SO2的排放量持续增长. 这一时期,长江以南的广大地区降水酸度迅速升高,我国酸雨面积超过300×104km2,继欧洲、北美之后形成世界第三大酸雨区. 酸雨污染影响作物生长,腐蚀建筑材料,破坏生态系统,造成巨大经济损失. 国务院高度重视酸雨污染问题,把环保工作从城乡建设部独立出来,成立原国家环境保护局(副部级),将酸雨和SO2污染控制纳入修订的《大气污染防治法》,并颁布了《征收工业燃煤二氧化硫排污费试点方案》和《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》,对SO2实行排污收费和总量控制,开展了大规模的重点城市和区域的污染防治及生态建设和保护工程,对我国大气污染防治具有重要意义.

1994年国务院批准《中国21世纪人口、环境与发展白皮书》,成为我国实施可持续发展战略的行动纲领. 我国进一步加强环保立法,颁布了《大气污染防治法实施细则》,并于1995年和2000年对《大气污染防治法》进行两次修订,强调经济与社会的可持续发展,修改了落后工艺和设备、煤炭洗选、立法目的、防治主体、法律责任等问题和条目,法律条文数目显著增加,惩罚力度大幅提高. 这一时期,我国开始关注机动车的污染物排放,先后发布了《汽车排气污染监督管理办法》和《机动车排放污染防治技术政策》,对汽车及其发动机产品提出环保要求. 1996年修订了GB 3095—1982《环境空气质量标准》,对总悬浮颗粒物等14种环保术语、环境质量分区分级有关内容进行修改,调整补充了污染物项目、取值时间、浓度限值和数据统计有效性等规定,进一步完善了空气质量标准.

1.3转型阶段(2001–2010年)

2001—2010年是我国大气污染防治的转型阶段. 举办2008年北京奥运会对环境空气质量提出更高要求,奥运会期间的空气质量保障与污染物减排、控制取得了显著成效,对我国大气污染防治工作的深入推进具有特殊意义. 该阶段的主要防治对象转变为SO2、NOx和PM10,大气污染初步呈现出区域性、复合型特征,煤烟尘、酸雨、PM2.5和光化学污染同时出现,京津冀、长三角、珠三角等重点地区大气污染问题突出,控制重点为燃煤、工业源、扬尘、机动车尾气污染,开始实施污染物总量控制和区域联防联控.

这一时期,我国工业化、城镇化进程加快,能源消耗尤其是煤炭消耗量快速增加,钢铁、水泥等高污染行业规模不断扩大,汽车保有量迅速增长,对环境空气质量管理带来巨大挑战. 我国大气污染形势严峻,已影响到中国的国际形象及重大国际活动的申请和举办,北京奥运会、上海世博会和广州亚运会期间的空气质量保障极其重要. 为推动我国大气污染防治工作进入政府的综合决策,原国家环境保护总局进一步升格为原环境保护部,成为国务院组成部门,在京津冀、长三角、珠三角等重点地区试点实施了大气污染联防联控,环境空气中一次污染物的浓度得到初步控制,国际重大赛事期间的空气质量得到基本保障,为之后我国更大范围的大气污染防治提供了宝贵的经验和借鉴.

为进一步控制酸雨和城市空气污染,我国将酸雨和SO2污染防治纳入国家“十五”计划和“十一五”规划,先后颁布了《“两控区”酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》和《现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五”规划》;开始实施大气污染物总量控制,2001年修订了GB 13271—1991《锅炉大气污染物排放标准》,并于2002年出台了《二氧化硫总量分配指导意见》,2003年又修订了GB 13223—1996《火电厂大气污染物排放标准》. 该阶段,我国启用大气污染防治的区域联防联控机制,2010年出台《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》,规定了大气污染联防联控工作的重点区域、重点污染物、重点行业、重点企业和重点问题等,开展多种污染物协同控制,建立区域空气环境质量评价体系.

1.4攻坚阶段(2011年至今)

2011年至今是我国大气污染发展的攻坚阶段. 2013年1月,我国东部出现跨区域、大范围的连续多天灰霾天气,ρ(PM2.5)一度“爆表”[15-17],更加复杂的污染物PM2.5被提上议程,我国大气污染防治工作开始了长期的攻坚战. 该阶段我国大气防治的主要对象为灰霾、PM2.5和PM10,VOCs和臭氧逐渐受到关注[18-23],控制目标转变为关注排放总量与环境质量改善相协调,控制重点为多种污染源综合控制与多污染物协同减排,全面开展大气污染的联防联控[24-25].

该阶段初期,我国SO2的排放量已有明显削减,但是其他主要大气污染物排放量很大,仍呈增长趋势或未有明显下降,区域性PM2.5污染严重[25-26],特别是2013年初我国整个东部地区出现了长时间、大面积的灰霾污染过程,其影响波及我国东北、华北、华中和四川盆地的大部分地区,受影响人口数超过6.0×108人[27],引起了社会和政府的高度重视. 随后,我国迅速出台了史上最为严格的《大气污染防治行动计划》,进一步加快产业结构调整、能源清洁利用和机动车污染防治. 2018年国务院机构改革中,原环境保护部调整为生态环境部,对环境保护职责进行整合,从此告别多头管理的不利局面. 至今,我国主要大气污染物的排放量与浓度已有明显降低,重点区域、主要城市的环境空气质量明显改善[28].

这一时期,我国修订了多个大气环境保护法律和标准,对《环境保护法》《大气污染防治法》《防沙治沙法》《节约能源法》进行了修改、完善和补充,为大气污染治理提供了坚实的法律保障;另外,修订了GB 3095—1996《环境空气质量标准》,新增CO、臭氧、PM2.5三项污染物监测项目,将空气污染指数改为空气质量指数. 我国针对重点区域和城市制定了大气污染防治专项政策,先后发布《重点区域大气污染防治“十二五”规划》《“十二五”主要污染物总量减排目标责任书》,同时发布了《关于进一步做好重污染天气条件下空气质量监测预警工作的通知》及《关于加强环境空气质量监测能力建设的意见》,进一步落实主体责任. 2018年全国生态环境保护大会通过了《中共中央国务院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》,明确打好蓝天保卫战等污染防治攻坚战标志性战役的路线图、任务书、时间表,为我国大气污染防治工作的顺利开展提供了重要保障.

2我国大气污染防治成就

新中国成立70年以来,特别是自20世纪70年代至今,我国在成立环境保护组织机构、颁布大气污染防治法律法规、制定污染物排放与空气质量标准、研究大气污染来源与成因、发展大气污染治理技术等方面开展了大量的工作、做出了巨大的努力,取得了令人瞩目的效果和成就[7,12],有效避免了发达国家曾经出现的伦敦硫酸烟雾、洛杉矶光化学烟雾、欧洲和北美酸雨等重大环境污染与生态破坏事件,阻止了可导致大范围人类伤亡与动植物死亡的大气污染灾害. 目前,我国主要大气污染物的排放量与浓度显著下降,空气质量明显好转[29],煤烟型大气污染、酸雨污染问题基本解决,局地光化学烟雾得以消除,产生了显著的健康、社会经济和环境生态效益,同时也促进了温室气体的减排和臭氧层消耗物质的淘汰.

2.1大气污染物排放量的历史演变

大气污染伴随着经济发展、城市化建设、人类活动规模的扩大而产生,当生产活动对环境的影响超出大气的自净能力时,就会形成大气污染. 新中国成立70年以来,我国经济总体上经历了改革开放前的曲折前进阶段和改革开放后的迅速发展阶段[30],国内生产总值由1978年的3678×108元迅速增至2018年的90.03×1012元,经济年均增长速度高达14.74%. 五年计划(规划)的实施大幅推进了我国重工业的发展,截至2018年我国钢铁产量已达11.06×106t. 自2000年起,我国汽车拥有量迅速增长,2018年我国汽车生产量高达2781.90×104辆. 然而,我国经济的高速发展仍然带来了环境污染的巨大代价,以粗放型发展为主的经济模式造成资源投入高、能源消耗多、污染物排放量大,大气环境污染问题严重[27]. 尽管我国不断加大大气污染防治力度,空气污染在较短时间内有一定的改善[10],但总体而言,我国主要大气污染物(如SO2、NOx、颗粒物)的排放量自新中国成立以来呈显著增加的趋势,到2000年以后才陆续开始下降(见图1).

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图1 1949–2017年我国主要大气污染物排放量的变化趋势

Fig.1 Variation trends of major air pollutants in China during 1949-2017

自新中国成立至1996年,我国SO2排放量总体呈上升趋势. 1996年我国进行工业结构调整[11],工业和居民煤炭消耗量下降且煤炭含硫量降低,SO2排放量第一次出现比较明显的下降. 2000年以后,城市化进程加快、经济发展迅速,尤其是一大批燃煤电厂的投入使用,导致SO2排放量再次升高. 至2006年,我国SO2排放量增至2588.8×104 t,较2000年增长了29.8%. 2006年之后,我国逐步淘汰中小型发电机组并全面推行高效的烟气脱硫技术,SO2排放量开始下降. “十二五”期间,受益于严格的SO2减排措施(特别是燃煤电厂的超低排放)与能源结构及能源消耗量的变化,SO2排放量持续下降[20],2017年我国SO2排放量降低至875.4×104 t,在SO2减排方面取得了显著成效. 我国NOx排放量的变化趋势与SO2类似,主要与能源消费变化有关,不过由于机动车保有量迅速增加,1996年之后NOx的排放量仍逐年升高,直到“十二五”期间,我国推行了严格的脱硫脱硝措施及机动车尾气排放标准的不断提升,NOx开始呈现显著下降的态势,到2017年,NOx排放量已降至1 258.83×104 t.

颗粒物排放量数据早期非常缺乏,直到1990年才有相对连续的统计或估算的数据. 从1990年起,随着我国经济的快速发展与能源消费的不断增长,PM2.5和PM10的排放量迅速上升. 1996—2000年,我国能源消费和工业生产增速减缓且排放标准进一步提高,颗粒物排放量有所下降. 根据中国多尺度排放清单(MEIC)的统计结果,我国PM2.5和PM10排放量2000年之后再次上升,在2006年达峰值,分别为1 363×104和1 833×104 t. “十一五”期间,严格实施各项除尘、抑尘措施,PM2.5及PM10排放量再次下降. 2011年颗粒物排放量有所反弹,但总体平稳,2015年与2011年基本持平. 工业粉尘(烟尘)排放量的变化趋势与SO2有相似之处,1997年出现最高值,工业结构调整之后迅速下降,2005年再次出现峰值,随后因全面实施高效除尘技术而再次迅速降低,2014年短暂升高后继续快速降低,到2017年已经降至796.26×104 t,我国工业粉尘(烟尘)的减排对控制和降低PM2.5及PM10的排放量做出了重要贡献. 综上,自1997年起,我国颗粒物的排放量呈下降态势或保持平稳,颗粒物控制取得一定成效,但由于大气颗粒物来源广、涉及面多,目前仍然是大气污染控制的重点对象[33-34].

2.2环境空气质量的历史演变

我国大气污染物的大量排放,导致环境空气中污染物浓度长期处于较高水平,经常出现较为严重的大气污染过程. 1980年,我国加入了联合国环境规划署成立的全球环境监测系统,之后陆续在重点城市建立环境空气质量监测站,逐渐形成了覆盖全国的空气质量监测网络,长期观察我国大气污染水平和空气质量的变化趋势. 该研究选择北京市、上海市、广州市分别作为京津冀地区、长三角地区、珠三角地区3个重点区域的代表性城市,分析主要大气污染物质量浓度的变化趋势(见图2). 近年来北京市、上海市、广州市3个城市的SO2、NOx (NO2)和颗粒物(TSP、PM10和PM2.5)的质量浓度较20世纪80年代显著降低,空气质量总体好转,但不同城市、不同污染物的质量浓度变化趋势有一定差异.

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图2 1981—2018年我国重点区域主要大气污染物平均浓度的变化趋势

Fig.2 Variation trends of average concentrations of major air pollutants in key regions of China during 1981-2018

由图2可见:北京市各污染物的平均质量浓度在1998年之前总体呈上升趋势,在1998年之后呈下降趋势[12];上海市ρ(SO2)自1992年起有所下降,2000年随着宝山钢铁股份有限公司三期等重点工程建成投产,ρ(SO2)再次回升,直到2005年之后逐年下降,ρ(NOx)从2001年起持续降低,而颗粒物质量浓度自1989年开始呈明显的下降趋势;广州市ρ(SO2)在1989年达最高值,之后在波动中降低,直到2004年开始连续下降,ρ(NOx)从1996年起逐年降低,颗粒物质量浓度自1994年开始显著下降. 3个城市大气污染物的变化趋势与城市发展和污染控制密切相关,实施的产业结构调整、工厂搬迁、工业能耗降低、重点污染源整治、清洁能源使用、机动车尾气排放标准及油品标准提升等一系列措施对近20年来我国空气质量的好转起了关键作用[37],确保我国没有发生类似伦敦硫酸烟雾、洛杉矶光化学烟雾等引起大量人类伤亡的严重大气污染事件.

2.3酸雨的历史变化特征

20世纪70年代末,我国贵州市松桃苗族自治县和湖南省长沙市、凤凰县等地区首先发现酸雨,之后又相继在南方多个地区监测到酸雨,我国出现酸雨的区域逐渐发展成为继欧洲、北美之后世界第三大酸雨区[38-39]. 我国酸雨污染问题发生较晚,但国家对酸雨危害高度重视,从“七五”到“九五”科技攻关及“973”计划都给予了大力支持,建成了覆盖全国的酸雨监测网络[40],查明了我国酸雨污染形成的独特原因[41].回顾过去40年我国酸雨的演变历程,大体上经历了恶化、改善、再次恶化、再次改善的变化趋势[11](见图3),未曾出现欧洲和北美地区曾经发生的大面积森林死亡、鱼虾绝迹的现象,避免了生态灾难和严重经济损失.

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注:数据来源于1991–2016年的《中国环境状况公报》、2017—2018年的《中国生态环境状况公报》.

图3 1991-2018年全国降水不同pH范围的城市个数占比

Fig.3 Proportion of cities with different pH ranges for precipitation in China from 1991 to 2018

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