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在大气复合污染条件下,大气氧化性增强,气态污染物向颗粒态污染物转化呈爆发性增长,大气环境容量下降,灰霾污染事件频繁出现。NO2是大气氧化性重要贡献者之一,在复合污染致霾中扮演核心角色。
研究表明,大比例削减NOx可实现PM2.5和O3污染协同治理。近年来,随着我国空气质量改善,PM2.5与NO2相关性越来越显著高于PM2.5与SO2相关性(图2)。相关分析显示,削减单位质量NO2带来的PM2.5减少量是削减SO2的3倍以上。因此,进一步降低PM2.5浓度需推进NOx排放控制。此外,外场观测、烟雾箱和模式模拟结果显示,大比例削减NOx直至O3生成的NOx控制区可有效控制O3浓度。
1. 短期内,需提高柴油机热效率,发展CO2与大气污染物协同减排技术。加强柴油机内净化技术与后处理技术的研发与应用,打破柴油机CO2与NOx排放量的“跷跷板”关系。
2. 中期内,需发展碳中性燃料合成技术、碳中性燃料-燃油掺烧技术。加快推进生物柴油和醇类燃料生产和应用,并推广碳中性燃料掺烧技术,替代、减少柴油使用。
3. 长期内,需发展碳中性、零碳燃料直接燃烧技术和氢燃料电池技术。逐步发展基于绿氢与CO2捕集以及基于生物质转换的碳中性燃料,并加大力度研发应用氢燃料电池。
三、大气霾化学研究的展望
目前,我国正面临以高度复合为特征的霾化学烟雾污染,需大力推进霾化学污染机制、组分识别精准溯源、大气污染物协同控制三个方向的研究工作,建立综合交叉的霾化学研究范式和引领学科的霾化学原创理论,助力大气污染防治政策的制定和优化。
未来五年,建议构建精准的颗粒物组分识别和溯源平台,揭示二次污染物形成的微观化学机制,建立适用于霾化学污染特征的数值模拟理论与方法,以初步构建大气霾化学理论、初步提出费用效益比最优的PM2.5和O3协同控制策略。
未来十年,建议建立引领学科发展的霾化学理论,制定最优化、精细化PM2.5和O3协同控制策略,并引导实施以健康效益为调控目标的大气污染防控和落实“污染物-碳”协同减排和资源化,实现我国空气质量持续有效改善,并将其辐射至“一带一路”国家。
参考资料
[1] Cheng, Y., Zheng, G., Wei, C., Mu, Q., Zheng, B., Wang, Z., Gao, M., Zhang, Q., He, K., Carmichael, G., Pöschl, U., & Su, H. (2016). Reactive nitrogen chemistry in aerosol water as a source of sulfate during haze events in China. Science Advances, 2(12), e1601530–e1601530. https://doi.org/10.1126/sciadv.1601530
[2] Chu, B., Ma, Q., Liu, J., Ma, J., Zhang, P., Chen, T., Feng, Q., Wang, C., Yang, N., Ma, H., Ma, J., Russell, A. G., & He, H. (2020). Air Pollutant Correlations in China: Secondary Air Pollutant Responses to NOx and SO2Control. Environmental Science & Technology Letters. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00403
[3] He, H., Wang, Y., Ma, Q., Ma, J., Chu, B., Ji, D., Tang, G., Liu, C., Zhang, H., & Hao, J. (2014). Mineral dust and NOx promote the conversion of SO2to sulfate in heavy pollution days. Scientific Reports, 4(1), 4172–4172. https://doi.org/10.1038/srep0417
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2月14日,嘉兴市政府印发《嘉兴市空气质量持续改善行动计划》。计划提出,到2025年底,嘉兴市区PM2.5平均浓度达到26微克/立方米,全面消除重度及以上污染天气,完成氮氧化物和挥发性有机物(VOCs)减排目标。《计划》还提出,推进重点行业超低排放改造。对无法稳定达到超低排放限值的燃煤火电、自备燃
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2月5日,锦州市政府印发《锦州市空气质量持续改善行动实施方案》。方案提出,到2025年全市PM2.5平均浓度降至35微克/立方米以下,优良天数比率达到86%以上,重度及以上污染天数比率控制在0.6%以内,氮氧化物和VOCS排放总量比2020年分别下降10%以上。全文如下:锦州市人民政府关于印发锦州市空气质量持续
日前,徐州市人民政府印发《徐州市空气质量全面提升计划行动方案》。方案提出,到2025年,确保空气质量较2024年总体改善,力争PM2.5浓度不高于40μg/m3。方案还提出,实施重点行业超低排放与提标改造。根据国家发展改革委《产业结构调整指导目录(2024年本)》规定,2024年12月底前,实现全市659家每小
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