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自从中国严格治理空气污染以来，大气中的细颗粒物含量已经显著下降。接下来，若要更加全面地提升空气质量，就需要搞清楚污染物之间的复杂化学反应。 今年的联合国世界环境日是6月5日，主题是聚焦空气污染，主办国是中国。虽然因为空气质量问题屡见国际报端，但中国今年的前景要乐观许多。根据中国生态环境部（https://go./2xaWNEI）发布的《中国空气质量改善报告（2013-2018年）》，细颗粒物PM2.5的年均水平显著下降——2013-2018年间，中国74个大型城市的PM2.5浓度下降了42％。 2019年6月6日，《自然-地球科学》在北京举办了一场圆桌讨论，邀请了专门研究大气化学、经济和环境健康的科学家。与会人员一致认为，若要取得更大的进展，中国的环境治理必须将焦点扩大到其他污染物和他们的前体物上。 来源：Pixabay 中国空气质量快速改善离不开强烈的政治意愿。在2013年发生的一连串重度污染事件后，中央政府做出了治理空气污染的坚定承诺。过去6年里，这一承诺转化为一系列具体措施，包括加强末端治理和优化产业结构。如今，这些措施均已取得显著成效。不过，想要维持这种改善速度的难度也越来越大。将空气污染物浓度降低到世界卫生组织的推荐水平，无疑是中国面临的下一个更为艰巨的挑战。 中国大气的污染物组成与欧洲和北美略有不同，中国的污染主要源于大量的人为排放和大气中高度复杂的化学反应。中国的空气污染负担之所以如此沉重，与中国的排放密集型产业和以煤为主的能源结构脱不了干系。而且，经济的飞速发展、工业及城市化的同步繁荣，让中国的大气同时集合了欧洲与北美在不同社会经济发展阶段的各种污染源。这就导致了中国的人为排放来源非常复杂，二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）和一氧化碳这类污染物的排放量均比欧洲和北美目前的排放量高出许多倍。这些污染物一旦排放到大气中，便会参与复杂的化学连锁反应，使得二次污染物的治理变得很难。 尽管如此，中国实行的全面排放控制确实成功缓解了PM2.5污染。2012年以来，老旧的标准相继作废，取而代之的是一系列更为严苛的排放标准，专门瞄准发电厂、排放密集型行业（如钢铁行业）和车辆排放的污染物。与此同时，中国政府积极打击高排放和技术落后型工厂，推进民用采暖煤改气。2013-2017年，相关措施让二氧化硫、氮氧化物和黑碳分别减少了59％、21％和28％。不过，二次气溶胶等一些重要前体物却呈现出增长趋势，如非甲烷挥发性有机化合物和氨。 PM2.5治理的下个阶段不应再将PM2.5看作单一污染物，而是需要对不同污染物制定不同的治理政策。PM2.5中既有一次污染物（如黑碳），也有二次污染物（如硫酸盐、硝酸盐、氨和二次有机气溶胶）。中国大部分PM2.5以二次生成的化合物为主，尤其是在一些重度污染中。在大城市中，二次生成的化合物占据了PM2.5浓度的70％。尽管PM2.5浓度下降了，但二次生成的化合物比例仍在不断上升。硝酸盐和二次有机气溶胶浓度的降幅可能并没有达到PM2.5总浓度的下降水平。因此，对非甲烷挥发性有机化合物、氨和氮氧化物排放的控制将是今后PM2.5治理的重中之重。目前对非甲烷挥发性有机化合物和氨排放的管控还不尽如人意。 虽然中国许多城市的PM2.5水平已经下降了一大截，但多年的PM2.5治理也对近地面臭氧产生了非预期的影响，而近地面臭氧会刺激我们的呼吸系统。人为排放的减少降低了PM2.5水平，极大改善了空气质量，但同时也改变了空气中化学物质的比例，以至于2013-2017年间，中国许多重要地区的臭氧污染加剧。 如果想要控制臭氧水平，就需要根据不同地区的大气化学结构，制定有针对性的排放控制条例。否则的话，单纯减少其前体物可能会让夏季近地面臭氧浓度上升。此外，臭氧控制和PM2.5治理之间可能很难兼得，这就需要我们深入了解不同污染物之间的化学反应，在此基础上巧妙设计出能够同时降低两者水平的管控办法。毫无疑问，如何对PM2.5和臭氧进行协同控制将成为中国下一轮空气净化战的最大挑战之一。 并非所有治理条例都像PM2.5治理措施这样成绩斐然。例如，在2010到2015年间，中国的甲烷（其温室效应是二氧化碳的两个数量级）年排放增量为110万吨。这一增长主要来源于煤炭开采的排放，虽然限制煤炭开采排放甲烷的法规早从2010年就生效了。 其他经济发展较快的国家或能借鉴中国的空气污染治理经验，比如印度。印度作为全球污染最严重的国家之一，空气质量每况愈下。人们希望可以快速扩大空气质量的改善范围。全球范围内的空气治理技术转移必将惠及更多的人。 原文以Cleaner air for China为标题 发布在2019年6月27日《自然-地球科学》社论上 ⓝ ngeo|doi:10.1038/s41561-019-0406-7 |
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