中国防治大气PM2.5污染的进展与展望 清华大学 郝吉明 2015.4.16

主要内容 1. 对中国大气PM2.5污染的基本认识 2. 中国防治大气PM2.5污染的进展 3. 展望: 防治大气PM2.5污染的挑战与机遇

1. PM2.5来源与成因复杂，复合型污染特征突出 NO HNO RO , HO VOCs SO H2SO4 H O N hv NH 对流传输扩散 NO 2 HNO 3 OH RO , HO VOCs SO H2SO4 H O N 5 hv NH 4 + - 大气化学反应 二次无机颗粒物 SNA 污染源排放 二次有机颗粒物 SOA … 一次颗粒物 (如BC） 界面反应；内混

北京市PM2.5化学组成的年际变化（清华站） SNA与EC在北京PM2.5中的份额在持续增加； 其消光效率最高，因而对能见度降低的贡献相应在增加。

二次颗粒物为中国东部地区PM2.5中的主要组分

长三角地区PM2.5污染的观测 Visibility PM OC/EC MARGA Temperature / Pressure Model 6000 Magee AE31 Aurora 1000 Visibility RP2300 TEOM 1405 Sunset RT4 APS3321 PM OC/EC PSD analyzer (3 nm-20 μm) MOUDI impactor (0.18-18 μm) MARGA Starting from May 1st, 2011, we conducted an 1-year field measurement campaign at five cities of the YRD, Shanghai, Nanjing, Suzhou, Hangzhou and Ningbo. The measurements include visibility, hourly mass concentration of PM10, PM2.5 and black carbon, concentration of gaseous pollutants, and meteorological parameters. And PM2.5 are also sampled using filter for 4 months. aerosol mass concentration, size distributions, water-soluble ions, carbonaceous species, trace elements, ambient relative humidity (RH), and scattering coefficient were measured. The aerosol optical properties are important to understand the impacts of particle pollution on visibility. A simple method is using the IMPROVE equation to estimate the light extinction of PM. However, the IMPROVE EQUATION was derived from US data and there is not evidence that it applies in China. Therefore, we choose the Shanghai site to study the light extinction of fine particles. The scattering factor of PM is measured by Aurora 2000 PM2.5 Correlating Nephelometer. A particle size distribution analyzer and a MOUDI impactor are coupled to give the chemical compositions of different particle size bins, which is used in the MIE algorithm to calculate the scattering factor of each PM species. These information can be used to evaluate if the IMPROVE EQUATION is suitable for China or not. Temperature / Pressure Wind direction / Speed Relative humility SO2 NO/NO2 O3 VOCs 6

长三角地区PM2.5的化学组成 Shanghai Nanjing Suzhou Hangzhou Ningbo Average Organic matter (OM) Elemental carbon (EC) Sulfate Nitrate NH4+ Other ions Soil dust Elements Others The chemical compositions of PM2.5 are quite similar in all cities. Organic matter accounts for 24-32%, followed by sulfate, nitrate and ammonium, which totally account for 41-48%, indicating that secondary aerosol is the major component of PM2.5. Meanwhile, the percentage of elemental carbon to total PM2.5 is 7%, implying there is substantial contribution from primary particle emissions. Organic matter (OM), sulfate, nitrate and ammonium (SNA) are major components of PM2.5 in the YRD

2.监测数据表明:我国PM2.5污染相当严重 年均值 标准 2013年环境空气PM2.5浓度超标情况 8

2013年重点区域城市PM2.5浓度 PM2.5(μg/m3) 2.93倍 1.88倍 1.33倍

3. 区域间的相互影响显著，区域性特征突出 北京PM2.5 28-36%源于区域传输; 区域传输对上海的影响为16-36%； 深圳因面积较小, 外来源的贡献达到55%左右. 区域联防联控势在必行。

4. PM2.5 主要来自四类污染源 本地污染排放分担率（%） 北京 上海 石家庄 机动车等流动源 31 29.2 15.0 北京 上海 石家庄 机动车等流动源 31 29.2 15.0 燃煤 22.4 13.5 28.5 工业生产 18.1 28.9 25.2 扬尘 14.3 13.4 22.5 其他（餐饮、 汽车 修理、涂装、养殖等） 14.1 15.0 8.8 控制重点：燃煤、机动车、工业生产过程和抑制扬尘

主要内容 1. 对中国大气PM2.5污染的基本认识 2. 中国防治大气PM2.5污染的进展 3. 展望: 防治大气PM2.5污染的挑战与机遇

开始忧虑城市环境空气质量 1997年5月，郝吉明发表文章《中国人翘首待蓝天》 监测网数据给中国敲响警钟 大气污染困扰着城市 蓝天需要清洁能源 为了蓝天，汽车工业应健康发展 蓝天需要政府依法保护

1998年：北京市出重拳治理大气污染 1998年12月17日，北京市召开贯彻落实控制大气污染紧急措施动员大会，《中国环境报》发表文章《北京治理大气出重拳》

2000年至2010年我国大气污染控制提速 传统的空气质量管理模式：单一污染物控制、重点为燃煤排放控制与点源、实施属地管理； 为保障北京奥运会、广州亚运会和上海世博会，尝试了区域联防联控，启动了多污染源综合管理的进程 二氧化硫排放总量控制范围由“两控区”扩大到全国，成为 “十一.五”约束性指标

大气环境保护的战略目标 2050年全国大气环境保护的总体目标： 两控区 2017/3/2 大气环境保护的战略目标 2050年全国大气环境保护的总体目标： 通过大气污染综合防治，大幅度降低环境空气中各种污染物的浓度，城市和重点地区的大气环境质量得到明显改善，全面达到国家空气质量标准，基本实现世界卫生组织(WHO)环境空气质量浓度指导值，满足保护公众健康和生态安全的要求。 2008年启动对环境空气质量标准的修订 大气处

环境空气质量标准（GB3095-2012）

以环境标准优化产业升级，继续加严排放限值 1996 中国 SO2:1200-2100 mg/m3 NOx:650-1000 mg/m3 PM: 200 mg/m3 2003 SO2:400-1200 mg/m3 NOx:450-1000 mg/m3 PM: 50 mg/m3 2011 SO2:200 mg/m3 NOx:100-200 mg/m3 PM: 30 mg/m3 2014 重点控制区 SO2:50 mg/m3 NOx:100 mg/m3 PM: 20 mg/m3 中国火电厂排放标准的演变 本幻灯片展示了中国和北京火电厂二氧化硫控制的立法进程。在过去的十五年中，全国二氧化硫的排放限值从1200微克/立方米提高到200毫克/立方米。此外，北京的二氧化硫地方排放标准是50毫克/立方米。火电行业燃煤机组自2014年7月1日起执行烟尘特别排放限值，二氧化硫排放标准为50 毫克/立方米。 18 18

《大气污染防治行动计划》（国十条） 奋斗目标：经过5年努力，全国空气质量总体改善，重污染天气较大幅度减少；京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。力争再用5年或更长时间，逐步消除重污染天气，全国空气质量明显改善。 近期目标 2012年 10% 15% 20% 25% PM10 PM2.5 PM2.5 PM2.5 全国 珠三角 长三角 京津冀 2017年

更加关注大气污染产生的重要因素： 1.1.加快产业结构调整； 2.加快能源清洁利用； 3.强化机动车污染防治

强化多种污染物协同减排 Stationary Sources Mobile Sources Area Sources PM2.5 O3 NH3 NOx VOC PM2.5 O3 Acid rain Public health Visibility Climate Eco-system

建立京津冀和长三角区域协同机制 Address evident regional environmental issues in a coordinated manner Organize environmental assessment conference, joint law enforcement by environmental and other departments, information sharing, early warning and emergency treatment, among other works Report on work progress Clearly define periodical work requirements, priorities and major tasks. Departments of the State Council Provincial governments

全方位推动大气污染控制领域的科技创新 2014年4月3日刘延东副总理主持，召开8部、委、院、局会议，协调国家科研资源，研究“加强大气污染治理科技支撑工作方案”，部署新形势下加强大气污染控制领域的科学研究。 国家自然基金委启动PM2.5形成机制、控制技术和健康效应重大研究计划。 中国科技部组织 “大气污染防治重点专项”。 国家计划起启动“京津冀环境综合治理 科技重大工程”

环境立法取得长足进展 “史上最严的”环境保护法明年1月1日开始生效： 将“使环境保护工作同经济建设和社会发展相协调”变为“使经济社会发展与环境保护相协调” 大气污染防治法的修订进入人大常委会审定环节 有力促进各级政府依法保护蓝天

效果初显：2014年空气质量总体改善 2017/3/2 74 cities: 64（72） 241 (221) 5.6 ( -3.0) PM2.5 (μg/m3) blue sky days heavy poll. days (%) 74 cities: 64（72） 241 (221) 5.6 ( -3.0) JJJ 93 （115） 156（137） 17.0 (-3.7) YRD 60 （66） 254 （234） 2.9 (-3.0 ) PRD 42 （47） 298 （278） 0.4 ( - ) 74个重点城市中有8个城市的PM2.5年均浓度值达标： 珠海、海口、舟山、拉萨、惠州、福州、昆明、深圳

效果初显：2014年上海市较大好转 2014年上海市空气质量：优 48天、良 233天 轻度污染天数：58天 中度污染 22天 中度污染 22天 重度污染 4天 （2013年为21天） 严重污染 0天 （2013年为2天） 各污染物浓度变化 PM2.5 52微克/立方米 下降16.1% PM10 71 13.4 SO2 18 25.0 NO2 45 6.3 形势依然严峻：三大重点区域仍是空气污染相对较重区域； 复合型污染特征突出； 重污染天气尚未得到有效遏制。

主要内容 1. 对中国大气PM2.5污染的基本认识 2. 中国防治大气PM2.5污染的进展 3. 展望: 防治大气PM2.5污染的挑战与机遇

空气质量改善目标时间表 年份 全国目标 重点区域目标 2017年 全国地级及以上城市PM10浓度比2012年下降10%以上 京津冀、长三角、珠三角等区域PM2.5浓度分别下降25%、20%、15%左右，北京市PM2.5年均浓度降至60ug/m3左右 2020年 全国地级及以上城市PM2.5浓度比2012年下降15%以上 京津冀、长三角区域PM2.5浓度下降35%、30%以上，珠三角区域PM2.5年均浓度基本达标，北京市PM2.5年均浓度约50ug/m3左右 2030年 全国大多数地级及以上城市空气质量达标（GB3095-2012）

全国大气污染物排放量需大幅消减 以2012年为基准，2030年全国SO2、NOX、PM2.5和VOC排放量应分别削减51%、64%、53%和36%，NH3排放量控制在2012年的水平。 2010年基准还是2012基准

重点区域减排任务更重：京津冀减排目标 以2012年为基准，2030年京津冀SO2、NOX、PM2.5和VOC排放量应分别削减59%、71%、70%和45%，北京NH3削减30%，天津、河北NH3削减15%；山东、山西、内蒙古削减比例较京津冀稍小。 北京 天津 河北 2012 2017 2030 山东 山西 内蒙古 2020 2010

长三角排量目标 以2012年为基准，2030年长三角SO2、NOX、PM2.5、NH3和VOC排放量应分别削减57%、65%、60%、10%和36%。 2012 上海 江苏 浙江 2017 2020 2030 各地减排比例都相同吗？

需要加速转变发展模式 Emission intensities per unit GDP from 1990 to 2010 SO2 NOx PM2.5 VOC

需要加速转变发展模式 The emission trend in Jing-Jin-Ji region from 1990 to 2010 SO2 NOx 需要加速转变发展模式 PM2.5 VOC

积极推动我国能源生产和消费革命 研究中国能源安全战略，推动能源生产和消费革命。 第一，推动能源消费革命，抑制不合理能源消费； 第二，推动能源供给革命，建立多元供应体系； 第三，推动能源技术革命，带动产业升级； 第四，推动能源体制革命，打通能源发展快车道； 第五，全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全。 “节约与开发并重，节约优先”

进一步推进移动源污染防治 妥善应对机动车保有量快速增长、高频使用的压力 积极推动非道路移动源污染控制 建立“车油路”一体化的控制体系 机动车快速增长在很大程度上抵消了减排成果 OECD：北美 中国 OECD：欧洲 OECD：太平洋 其他OECD成员国 非OECD成员国，中国除外 建立“车油路”一体化的控制体系 各地区客运量（以2000年为标准） 交通需求还将大幅增长 来源：国际能源署

更加重视环境空气质量与气候变化的关联性、协同性、一致性 数据来源：世界银行，《中国可持续性低碳城市发展》

科学谋划，有序推进城镇化进程 在城镇化过程中考虑产业和能源调整要求：严格产业准入，控制落后产能扩张；强化基础设施建设，保障清洁能源供给。 科学进行城市规划：合理规划城市规模，慎重发展千万人口级的城市；控制城市煤炭消费量，以减少燃煤污染。 合理规划城市布局：优化交通系统，以减少机动车污染。 关注O3污染问题：随着对PM污染控制的逐渐深入，关注重点区域日益严重的O3污染问题。

全面反映我国大气污染的区域性特征，不能单凭地面监测系统 2013年在74个重点城市设立496个点位； 2014年扩展至161个城市、884个点位； 计划2015年扩展至338个城市1436个点位； 另外建设一批区域站、背景站。这是巨大进展。 但仍不能反映城市周边县、区的PM2.5浓度。石家庄郊 区县、区PM2.5浓度高于其主城区。 需持续提高数据的精确性、可靠性、公开性和共享性。

建立针对大气PM2.5问题的协同创新链 提升科学认知能力 提升源头减排能力 提升决策支撑能力 促进新型产业发展 基础研究 技术研发 集成应用 39

结语 小颗粒带来大挑战。来源广，成因杂，任务重， 周期长。不下真功夫，很难见成效。 小颗粒体现大责任。社会关注度高，影响范围大 。守住健康底线，与时俱进地开展工作。 小颗粒带来大挑战。来源广，成因杂，任务重， 周期长。不下真功夫，很难见成效。 小颗粒考验大智慧。PM2.5不仅仅是环境问题， 牵涉经济结构和发展模式。需要理顺机制，突破惯 性，夯实支撑。

结语：PM2.5污染防治任重道远 1、PM2.5污染既具有局地性，也具区域性及全球性； 2、改善环境大气质量，既要关注直接排放的污染物，也要关注 大气环境中形成的二次污染物； 3、控制PM2.5污染仅靠标准是不够的，减排是硬道理，现有污 染物排放总量减少30-60%,环境空气质量才会出现根本性好转； 4、空气质量管理是持续改善的过程，任重道远，是政府、企业 和公众的共同责任，需要区域合作共同应对。想看真正蓝天， 需要坚定也需要耐心。真正做到“同呼吸，共奋斗”。 41

谢 谢！