薛文博等：我国大气环境管理历程与展望

摘要：随着大气环境问题从煤烟型向以细颗粒物和臭氧为特征的区域复合型污染演变，我国大气污染控制模式从以污染物排放浓度控制为核心、以污染物排放总量控制为核心逐渐走向以大气环境质量改善为核心。特别是近几年全国各地在空气质量管理、科学精准治污等领域开展一系列积极的探索与实践，取得了显著成效。本文系统回顾了近50年来我国不同阶段大气环境管理工作的特点，重点梳理了2013年《大气污染防治行动计划》实施以来空气质量管理经验与成绩，结合“减污降碳”总体部署对我国2035年“美丽中国建设目标基本实现”时的空气质量进行了展望，从细颗粒物与臭氧协同控制的角度出发，提出了“十四五”期间我国大气环境管理的总体思路。

引 言

上世纪70年代，以派员参加第一次人类环境会议和组织召开第一次全国环境保护会议为代表，我国开启了现代污染防治和环境保护的新征程[1]。大气环境管理作为环境保护的重要组成部分，在此后的50年间不断深入发展。随着大气环境问题从煤烟型向以PM2.5和O3为特征的区域复合型污染的演变[2]，大气污染防治工作大致经历了消烟除尘、酸雨和二氧化硫（SO2）控制、污染物总量控制、区域复合型污染防治阶段4个阶段，污染控制模式也从以污染物排放浓度控制为核心、以污染物排放总量控制为核心逐渐走向以大气环境质量改善为核心。不同阶段的控制重点都紧密围绕着当时要解决的主要大气问题，引领我国大气环境管理走向深入。到2020年，全国城市SO2和CO均达标，NO2超标城市数量控制在10%左右，以PM2.5为主的颗粒物污染治理成效显著，但与保护人体健康的要求相比，我国环境空气质量仍有较大差距[2]。2020年全国PM2.5平均浓度为世界卫生组织指导值（WHO）的3.3倍，O3污染问题也日益凸显。而我国目前以煤为主的能源结构、以重化工为主的产业结构、以公路为主的运输结构给大气环境治理带来较大的挑战。此外，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布的“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”也给大气环境治理带来更大的机遇与挑战。本文在系统回顾我国大气污染治理历程基础上，立足于“减污降碳”协同增效和“2035美丽中国”的需求，研究了我国中长期空气质量改善路径；立足于PM2.5和O3协同控制的需求，提出了“十四五”期间空气质量管理基本思路。研究成果对制定中国中长期空气质量改善路径具有重要意义，可为环境管理部门提供有效的技术支撑。

01大气环境管理历程

1.1 消烟除尘阶段（1972—1990年)

上世纪70年代到90年代，随着经济的快速发展和能源消耗量的急剧增加，我国城市煤烟型污染越来越严重，大气污染防治工作在探索和实践中不断发展。1973年我国发布了第一个国家环境保护标准《工业“三废”排放试行标准(GBJ 4—1973)》，规定了工业废气中一些污染物的容许排放浓度和排放量。1982年我国发布了首个《大气环境质量标准（GB 3095—1982）》，划分了三类环境空气功能区，不同功能区针对不同的保护对象，执行不同的大气污染物标准浓度限值[1]。1988年6月起我国实施首部《中华人民共和国大气污染防治法》，为保护和改善生态环境、保障人体健康、促进社会经济和环境的协调发展提供了法律依据。此阶段主要大气环境问题是烟粉尘污染，到90年代，SO2排放引起的污染问题也开始逐渐显现。空气污染范围主要限于城市局地，空气质量管理以属地管理为主。针对这个阶段的主要环境问题，大气污染防治工作重点为工业点源的烟粉尘，实施了以大气污染物排放标准为主要载体的排放浓度控制，要求锅炉、工业窑炉烟尘达标排放，并推行了集中供热和城市燃料结构优化等一系列措施，取得了一定效果，重点工业点源的排放强度明显降低，空气中总悬浮颗粒物浓度在1986至1990年间降低了30%左右。但经济快速发展导致了污染物排放总量快速增长，排放浓度达标与环境空气质量继续恶化的矛盾仍然无法解决，相关学者开始探索基于大气环境容量的总量控制。

1.2 酸雨与二氧化硫控制阶段(1991—2000年)

上世纪90年代到本世纪初，我国的大气污染防治在对污染源持续关注的基础上，逐渐对大气环境也有了更多的关注。1992年我国代表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》，随后我国积极履行约定和承诺，相继做出多项重大决策并采取积极的大气污染防治行动，主要防治对象为SO2和总悬浮颗粒物，控制重点为燃煤锅炉与工业排放[4]。但大气污染防治执行力度有限，SO2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，环境问题从局地煤烟型向区域性污染转变，污染控制思路从排放浓度控制向总量控制过渡，致酸污染物的总量控制成为酸雨污染防治的重点。国家高度重视酸雨污染问题，将酸雨和SO2污染控制纳入修订的《大气污染防治法》。1996年发布了《国务院关于环境保护若干问题的决定》，正式提出实施污染物排放总量控制，要求原国家环境保护局按照《大气污染防治法》会同有关部门依法提出了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区（“两控区”）。

此外，1996年我国对《大气环境质量标准》进行了第一次修订，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了修改，同时在主要污染物排放实施总量控制基础上，开始推进全国16个城市大气排污许可制度试点工作。

这一阶段，通过实施燃煤含硫量限值、工业污染源SO2达标排放、SO2排放总量控制、机动车污染排放控制、征收SO2排污费、大气排污许可制度等措施，全国SO2、酸雨污染得到一定缓解。但是，到2000年全国仍有70多个城市SO2年均浓度超标，华中、华南、西南和华东的酸雨污染问题依然严重。

1.3 污染物总量控制阶段(2001—2010年)

在“两控区”相关政策的基础上，我国大气污染控制的模式逐渐走向以污染物排放总量控制为核心[5-7]。“十五”到“十二五”期间，我国持续开展污染物排放总量控制，对SO2和氮氧化物（NOx）排放量的控制取得了显著效果。2002年10月国务院批复了《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》，将SO2控制总量落实到各省级单位及其所属的“两控区”，主要防治对象为电力行业SO2。2006年我国发布了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》，SO2首次纳入国家约束性指标体系。为了保障SO2减排目标的顺利实现，国家将“十一五”总量控制指标分解到落实到省（自治区、直辖市）及火电行业。此外，我国还建立了节能减排责任制和问责制，减排指标完成情况被纳入各地经济社会发展综合评价体系，实行“一票否决”。2011年我国发布的《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，将SO2、NOx双指标同时纳入了国家“十二五”约束性指标体系，非电行业脱硫和电力、水泥脱硝是这个时期的主要防控措施[8-9]。为了促进主要大气污染物总量目标的实现，国家出台和实施了一系列配套规划和政策，主要包括《“十一五”期间全国主要污染物排放总量控制计划》《节能减排综合性工作方案》《主要污染物总量减排统计办法》《主要污染物总量减排监测办法》《主要污染物总量减排考核办法》等文件以及脱硫脱硝电价补贴、排污交易等经济政策，建立和完善了主要污染物总量控制统计、监测和考核体系。

在我国经济保持平稳较快增长情况下，总量控制的环境效果明显。全国SO2、NOx排放总量出现大幅下降，大气中SO2、NO2年均浓度均有所降低，基本解决了酸雨污染问题。其中：“十一五”时期全国SO2排放量下降14%左右，火电行业脱硫机组总装机容量占比由2005年的12.0%快速上升到2010年的82.6%[10]；“十二五”期间，全国SO2、NOx排放总量分别累计下降18.0%、18.6%，脱硫、脱硝机组容量占煤电总装机容量比例分别提高到99%、92%，完成煤电机组超低排放改造1.6亿千瓦。虽然主要大气污染物出现明显下降，但是PM2.5等区域污染问题日益严重，其主要原因是环境政策和措施的制定在污染物排放与空气质量改善关系方面的考虑存在不足[11-13]。

1.4 区域复合型污染防治阶段(2011年至今)

“十二五”中期以来，全社会对雾霾的高度关注逐渐推动形成了以环境质量为核心的控制思路[14-15]。为应对日益突显的以PM2.5为特征的区域复合型大气污染，2012年国务院批复了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，初步树立了以大气环境质量改善为工作核心目标的导向。“十八大”以后，生态文明建设力度显著加大，生态文明思想深入人心，在这一背景下，2013年国务院印发了《大气污染防治行动计划》（简称“大气十条”)，正式确立了以大气颗粒物浓度为核心控制目标的大气污染防治模式，通过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[16-17]。为推进空气质量持续改善，实现“十三五”空气质量改善目标，2018年国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（简称“行动计划”），进一步巩固和加强了以PM2.5等典型复合大气污染物为核心的控制架构[18-19]。

1.4.1 大气污染防治行动计划

《大气十条》是2013至2017年间我国大气污染防治的纲领性文件，提出了全国及重点地区空气质量改善要求，并将PM10、PM2.5浓度下降比例作为控制指标[20-21]。“大气十条”提出了加大综合治理力度，减少多污染物排放；调整优化产业结构，推动产业转型升级；加快企业技术改造，提高科技创新能力；加快调整能源结构，增加清洁能源供应；严格节能环保准入，优化产业空间布局；发挥市场机制作用，完善环境经济政策；健全法律法规体系，严格依法监督管理；建立监测预警应急体系，妥善应对重污染天气；明确政府、企业和社会的责任，动员全民参与环境保护等十大措施。为破解京津冀地区大气污染防治中的热点和难点问题，2016年7月原环境保护部还发布了《京津冀大气污染防治强化措施(2016-2017年)》。通过“大气十条”的实施，2017年全国可比城市的PM2.5年均浓度相比2013年降幅高达35%，北京市PM2.5年均浓度从90μg/m3下降到58μg/m3。我国通过实施“大气十条”，在世界上首次实现如此大的地域范围内的大气环境快速改善，被联合国赞誉“在应对国内空气污染方面表现出了无与伦比的领导力”。

1.4.2 打赢蓝天保卫战三年行动计划

《行动计划》是在“大气十条”完美收官的基础上，对以PM2.5污染为核心的管控思路的延续和深化。《行动计划》将SO2、NOx排放总量和PM2.5年均浓度、空气质量优良天数比率作为核心控制指标，提出了调整优化产业结构、能源结构、运输结构、用地结构和实施重大专项行动、强化区域联防联控等六大措施，并分解落实到国家相关部门，明确量化了指标和完成时限。与此同时，从2017 年开始，原环境保护部连续发布了京津冀及周边、长三角和汾渭平原3大重点区域的多个秋冬季大气污染综合治理攻坚方案，以秋冬季PM2.5浓度下降和重污染天数减少为目标，采取长效措施、季节性错峰和重污染天气应对等方式，通过强化监督、科技帮扶和量化问责等手段，着力改善秋冬季的空气质量。生态环境部出台了《排污许可管理办法（试行）》和《固定污染源排污许可分类管理名录》，基本建立以排污许可证申请与核发技术规范为核心的排污许可技术支撑体系，各地基本完成火电、造纸、钢铁、水泥等15个行业排污单位排污许可证核发，推动了环境管理从粗放式管控转向精细化管控。2017年开始，原环境保护部牵头成立了多部门协作的大气重污染成因与治理攻关领导小组，以“1+X”模式组建了国家大气污染防治攻关联合中心，建立了“一市一策”跟踪研究机制，对京津冀及周边“2+26”城市、汾渭平原共39个城市进行科技帮扶，全面支撑了“行动计划”的实施。

经过三年的努力，全国及重点区域空气质量明显改善，2020年全国PM2.5年均浓度相比2017年下降20%；京津冀及周边地区、长三角、汾渭平原区域三大重点区域分别下降21%、26%和23%。

02未来形势与中长期环境空气质量展望

2.1 新阶段大气环境形势

2013年以来，我国大气污染防治工作取得积极成效，大气环境质量显著改善。到2020年，全国已经消除了SO2和CO超标城市，NO2超标城市数量比例控制在10%左右，以PM2.5为主的颗粒物污染治理成效显著。然而，我国的环境空气质量与保护人体健康的要求相比，仍有较大差距。2020年全国PM2.5平均浓度为33μg/m3，为WHO指导值的3.3倍，是欧美当前水平（欧洲15μg/m3，美国8μg/m3）的2-4倍；全国约37%的城市PM2.5年均浓度超标，24个城市超标50% 以上；约77%的重度及以上污染由PM2.5引起。同时，O3污染问题日益凸显，2015年以来全国O3污染呈现波动上升态势，2020年全国O3第90百分位数浓度为138μg/m3，比2015年上升12.6%，京津冀及周边地区、长三角、汾渭平原区域三大重点区域2020年O3浓度较2015年分别上升24.5%、18.0%和32.1%；337城市中，O3浓度超标的城市数量从2015年的19个增加到2020年的56个；全国超标天中O3为首要污染物的占比从2015年的12.5%增加到2020年的41.8%，O3对优良天数影响已接近PM2.5, 成为实现优良天数约束性指标的重要瓶颈。因此，PM2.5和O3污染协同控制将是未来较长一段时间内我国大气污染防治的重点。

2.2 中长期空气质量发展路径

我国大气污染治理取得了阶段性进展，产业、能源、交通三大结构优化调整和末端治理措施已经成为推动空气质量改善的重要手段。但是，目前我国大气污染形势依然严峻，空气质量整体水平与发达国家存在较大差距。此外，全国二氧化碳排放量依然处于上升通道，要实现习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布的“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的愿景，任务艰巨。鉴于温室气体与大气污染物具有同根同源、同时排放的特征，必须统筹好减污降碳工作，以二氧化碳排放达峰目标与碳中和愿景为牵引，把降碳作为源头治理的“牛鼻子”，以产业、能源、交通等结构调整为手段，协同控制温室气体与污染物排放，优化空气质量改善排放路径，深入打好大气污染防治攻坚战和二氧化碳排放达峰行动，以实现减污降碳协同增效[21-22]。

在碳达峰目标、碳中和愿景和美丽中国建设目标的共同推动下，能源和产业结构有望实现快速且深远的清洁转型，使得二氧化碳和空气污染物排放量显著下降，进而加速环境空气质量改善。基于中国2020-2060年二氧化碳排放路径（CAEP-CP），利用空气质量模型，模拟了减污降碳协同下的空气质量改善中长期路径（CAEP-CAP）[23-24]，结果表明全国PM2.5平均浓度预计在2030年、2035年、2060年分别为27、23、11μg/m3；O3浓度均值在2030年、2035年、2060年分别为129、123、93μg/m3；按照我国现行空气质量标准，预计2030年、2035年全国空气质量达标城市占比将分别达到82%和94%，到2060年，将有一半左右的城市空气质量达到目前世界卫生组织准则值的要求。对于末端治理和低碳政策对空气质量改善的贡献表现为，在2035年前空气质量改善主要由末端治理措施驱动，低碳政策的作用主要体现在抑制能源消费快速增长，尽早进入峰值平台期，缓解空气质量改善压力；2035年后，低碳政策将为空气质量改善提供强劲动力；到2060年，低碳政策的协同效益对PM2.5和O3-8h 90th浓度降低的累积贡献率将高于80%，具体见图1和图2。

2.3 “2035美丽中国”及“十四五”空气质量目标

党的十九大提出了美丽中国建设两步走的战略，到2035年，美丽中国目标基本实现；到本世纪中叶，建成美丽中国。美丽中国的关键标志是“生态环境根本好转”。党的十九届五中全会提出，我国到2035年基本实现社会主义现代化，人均国内生产总值（GDP）达到中等发达国家水平，经济总量或人均收入相对2020年翻一番，即略高于2万美元。基于2.2节我国中长期空气质量改善路径，并参考国外污染减排及空气质量改善经验，预计到2035年我国迈入中等发达国家行列时，全国PM2.5年均浓度将基本达到欧盟现行PM2.5浓度标准和WHO过渡时期第二阶段目标（25μg/m3），O3浓度控制到130μg/m3左右，95%以上的城市达到我国现行环境空气质量标准[25]。面向2035年美丽中国空气质量目标，基于“前紧后松”的基本原则，同时充分考虑现阶段新冠疫情、中美战略博弈等国际国内发展环境面临的复杂形势，倒排设定“十四五”空气质量改善目标。2.4 污染减排路径与选择协同控制PM2.5和O3是持续改善我国空气质量的必由之路，其关键在于削减共同前体物NOx和VOCs排放量。对于PM2.5，减排NOx和VOCs将使得其浓度持续下降。对于O3，其浓度与前体物排放呈非线性关系[26]，在不同的生成控制区内，前体物减排不当有可能使得O3浓度上升[27]。本研究表明，VOCs减排虽可降低O3浓度，但由于天然源VOCs排放量可观，进一步减排人为源VOCs对控制O3污染的效果有限。此外，我国部分重点区域发达城市O3生成受VOCs控制[28]，NOx减排初期可能导致其O3浓度升高，但随着NOx深度减排，O3浓度逐步开始加速下降，NOx减排对O3的改善效果逐步超过VOCs减排，NOx持续减排成为O3达标的关键。因此，需平衡好NOx与VOCs减排在局地与区域、短期与长期上的收益，对于设计我国中长期NOx与VOCs减排路径至关重要。基于上述考虑，建议在中长期大气污染物减排路线的设计中，将全国层面的NOx持续深度减排作为核心，将重点区域VOCs减排作为重要支撑，以实现PM2.5与O3的协同控制[29]。