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北京夏季大气O3污染治理面临极大的挑战,同时也为北京市大气污染全方位治理带来了机遇。O3浓度持续升高的原因首先在于O3前体物未能得到合理控制,此外颗粒物浓度下降,大气紫外辐射恢复增强,O3产生率也会有所提高。解决的途径仍然是源头减排,减少O3前体物向大气中排放。目前多数研究结果表明,我国城市区域的O3浓度水平均为VOCs所控制,要极大消减VOCs才能遏制不断增长的O3污染,同时要等比消减NOx排放,才能最终使空气O3浓度达标。目前我国O3标准与PM2.5采用的是WHO(世界卫生组织)不同阶段的标准,O3标准已经与发达国家标准基本接轨,但PM2.5采用的仅是WHO第一阶段目标值,如果采用WHO指导值作为标准,则北京在O3作为首要污染物的超标天,PM2.5往往也超标。因此,要正确理解目前北京夏季O3超标现象,O3作为首要污染物超标,并不意味着PM2.5治理有了显著的效果、不用再治理了,而是治理进入了更加复杂的僵持阶段,必须将单一治理大气污染目标调整为多目标协同治理。因此,现阶段在努力控制PM2.5使其达到2017年阶段性目标(60μg/m3左右)的同时,要协同控制日渐增长的大气O3浓度。VOC中活性强的物质对O3产生有更强的作用,但活性低的物质可能直接导致PM2.5中有机碳(OC)浓度的增加,因此要全面源头减排;NOx的消减可能造成某些区域O3的阶段性浓度升高,但其对大气中硝酸及硝酸盐的增加乃至二次有机气溶胶(SOA)的形成,均具有极其重要的作用。因此,建议北京大气污染的控制策略,应优先减排NOx,不能应其对O3暂时性的增加影响而放松对NOx的严格控制。对北京及我国O3和PM2.5协同控制的科学研究势在必行。在治理PM2.5的同时,兼顾O3的治理,双管齐下,寻找突破口,循序渐进,科学综合治理,才可能最终有效控制空气污染。
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2015年,北京市大气SO2、NO2和CO及PM10浓度均已达到国家制定的2017年目标。但大气中VOCs、NH3和元素碳(EC)浓度偏高,变化趋势不稳定,将成为进一步治理的挑战。预计2030年前后,当我国碳排放出现拐点时,VOCs和EC会出现全面持续下降;而NH3的问题,不仅取决于农牧业的发展和管理,也涉及到越来越多的工业NH3排放。氨中N同位素研究表明,北京在空气质量优良的天气条件下,大气中NH3主要来自于周边农牧业排放的传输,而在重霾污染积累加强过程中,NH3的主要来源则为机动车尾气和工业燃煤脱硝过程中的氨逃逸。
北京市空气污染治理工作一直走在全国的前列,工作扎实有效不反弹,但“双高”污染给北京空气污染治理带来了前所未有的挑战,同时也带来了极大的机遇,如何突破治理瓶颈实现绿色北京的梦想,是对政府部门领导、全市环保工作者和全市人民的考验。率先行动,成功治理,将给我国其他城市治理大气污染提供经验和样板。
建议进一步采取的措施
减控调治规划宣传
(1)结合冬季取暖燃烧过程管理,最大限度地消减冬季重霾污染天数。治理散烧煤,有条件地煤改电和有条件地限制机动车出行数量,仍是北京降低冬季重霾污染程度的最有效措施;加强对大气NH3的来源研究,尤其是工业脱硝NH3逃逸和机动车尾气排放,研究有效的控制技术方法。
(2)优先控制 NOx 的同时,全面控制 VOCs 排放量。重点排放源包括机动车、加油站、工业喷涂、石化产业、印刷和有机溶剂使用等。实现VOCs的业务化观测,是减少夏季O3超标的关键。
(3)调控高架点源、高强度面源。研究区域高架点源(燃煤烟囱)和高强度面源(秸秆燃烧)排放的污染物对整个区域大气边界层结构的影响,特别是对北京大气混合层高度和大气容量的影响,提前预测预警,调控收获季节秸秆燃烧时间和燃烧量,加大秸秆的利用率,降低北京及区域秋季重霾污染爆发频次。
(4)治理扬尘,保护植被。坚持不懈地治理道路扬尘、建筑工地扬尘和工业粉尘,重点保护北京西北广大区域水源涵养地的植被,并杜绝任何污染企业进驻,是保障北京地区春季空气污染逐步改善的重要方面。
(5)精细规划,科学评估。加强科学研究的投入,对每一项环保措施进行效益评估,特别对预警措施的有效性进行科学评估,探索精确预报预警的可行性,在达到污染控制预期目标的同时,应尽可能地减少经济损失,尽可能地减少对社会正常秩序的扰动。需要政府部门更加精细化的工作。
(6)加强科普宣传,提高公众环保意识,保障环保工作者的权益。鼓励环保科学工作者定期走进社区、学校和企事业单位进行环保科普知识讲解,宣传环保政策,传授简单易行的家庭环保技术方法。我国大气污染的治理进程、空气质量的改进速度,在某种程度上取决于公众公共环保意识的成长速度,取决于全民文化素养的全面提高。
作者:王跃思(中国科学院大气物理研究所研究员)
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