第一节 中国城市大气环境污染的趋势和特征

自20世纪90年代以来,中国工业化和城市化加速,带来了高额的资源与环境发展成本,使城市大气环境问题呈现出工业化过程的污染特征。

一 中国城市大气环境污染的变化

第一,从传统煤烟型污染转变为包括光化学污染等类型的复合型大气污染。

专栏3-1 光化学污染

1943年美国洛杉矶遭受到的就是光化学污染,与1952年英国伦敦遭受到的煤烟型污染属于两个不同的类型。所谓光化学污染,主要是由汽车排放的氮氧化物在阳光照射下发生光化学反应造成的。光化学烟雾中除含有氮氧化物外,主要是臭氧和醛类物质,也有细颗粒物,对人体呼吸系统有直接影响。

第二,由单个城市大气污染转变为连片的、城市群大气污染。

随着城镇化的推进,中国城市规模不断扩张,城市群、城市带的发展成为城市化的一个重要特征,受大气环流及大气化学的双重作用,城市间大气污染相互影响日益明显,相邻城市之间污染传输影响极为突出。在京津冀、长三角和珠三角等区域,部分城市二氧化硫浓度受外来源的贡献率达30%—40%,氮氧化物为12%—20%,可吸入颗粒物为16%—26%;区域内城市大气污染变化过程呈现明显的同步性,空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多,重污染天气一般一天内在区域内的城市先后出现葛志浩:《长三角PM2.5须年均下降6%》,《新闻晨报》2012年12月6日。。中国城市群主要大气污染物浓度可参见表3-1。

表3-1 中国城市群主要大气污染物浓度比较(2012年)

资料来源:环境保护部、国家发展和改革委员会、财政部:《重点区域大气污染防治“十二五”规划》。

第三,首要污染物首要污染物:空气质量指数(AQI)大于50时空气质量分指数(IAQI)最大的空气污染物。从粗颗粒向PM2.5、臭氧转变,从一次性污染物向二次性污染物转变。

环保部对全国77个城市2013年一季度空气质量的监测结果表明,城市的首要污染物为PM2.5、PM10,其中PM2.5平均超标率为49.1%, PM10平均超标率为33.6%。

专栏3-2 臭氧是污染空气的另一大元凶

臭氧是除PM2.5之外的另一大空气污染物。

平流层中的臭氧对可以破坏生物DNA的紫外线形成关键的防护,但是地面的臭氧会刺激呼吸道,地面臭氧浓度在短期内激增会导致心脏病发作和严重的哮喘,长期暴露在高浓度的臭氧环境中,死于呼吸系统病症的概率会上升50%。而地面的臭氧通常是汽车尾气中的氮氧化物在阳光照射下发生化学反应生成的。

第四,污染控制范围从工业等点源向扬尘等面源污染和低速汽车等移动源污染延伸,向PM2.5生成的前体物转变。

专栏3-3 二次污染物

二次污染物是指一次污染物在空气中相互作用或发生光化学反应而生成的新污染物,如硫酸雾、硝酸雾、光化学烟雾等。其一般毒性比一次污染物增强。一般采取的应对措施包括通过技术革新、工艺改造,减少二次污染物转变的可能;鼓励更多地使用清洁能源;对于新的污染物排放尤其要严格管控;污染治理要统一开展,跨地区甚至跨国家进行。

二 中国城市大气环境污染的形势严峻

“十一五”期间,中国深化城市大气环境综合整治,实行“退二进三”政策,搬迁和改造了一大批重污染企业,优化城市产业布局;积极推动城市清洁能源改造,发展热电联产和集中供热,淘汰了一批燃煤小锅炉;京津冀、长三角、珠三角城市群启动了加油站油气回收治理工作,北京、上海、广州、深圳分别完成了1462座、500座、514座、256座加油站油气回收改造工程。全国实施了机动车污染物排放国Ⅲ标准,部分城市实施了国Ⅳ标准,机动车污染物平均排放强度下降了40%以上。综合整治工作取得了积极成效。2010年,全国地级及以上城市二氧化硫和可吸入颗粒物(PM10)的年均浓度分别为35微克/立方米和81微克/立方米,比2005年分别下降了24.0%和14.8%,二氧化氮浓度基本稳定环境保护部、国家发展和改革委员会、财政部:《重点区域大气污染防治“十二五”规划》。

中国城市大气环境污染的形势仍然十分严峻。一方面,粗颗粒污染仍然是中国城市大气污染的主要因子。由二氧化硫引起的酸雨污染范围不断扩大,2009年全国488个市(县)降水年均pH值低于5.0(属较重酸雨)的城市有189个,占总数的38.7%,降水年均pH值低于4.5(重酸雨)的城市有39个,占8.0%。2010年中国重点区域城市二氧化硫年均浓度为0.039毫克/立方米,为发达国家的2—4倍。另一方面,在粗颗粒污染未得到有效控制的情况下,细颗粒污染凸显出来。

2011年9月世界卫生组织公布的一项以PM10为代表的全球城市空气污染报告表明,中国在参与排名的91个国家中位居第77位。全国31个省会城市、自治区首府及直辖市,94%的人口暴露在PM10年平均浓度70微克/立方米以上的空气中,80%的城市达不到中国新的环境空气质量标准。表3-2列举了2008—2012年全国省会城市、自治区首府和直辖市空气质量排名情况。

表3-2 2008—2012年全国省会城市、自治区首府及直辖市空气质量排名

据《2012年中国气候公报》统计,以PM2.5为代表的污染物成为中国城市的主要污染物,长三角、珠三角、京津冀等地区的城市大气灰霾和光化学烟雾污染日渐突出,年灰霾天数在100天以上(见图3-1),占全年总天数的30%—50%。2010—2013年,中国城市地区连续4年广泛受到灰霾的污染。雾霾天气频发,已经成为中国主要气象灾害和极端天气气候事件之一。

图3-1 中国城市灰霾天数

2010年北京市大气中PM2.5的年平均浓度为60—70微克/立方米,广州市为45—50微克/立方米。与世界卫生组织环境空气质量指导值10微克/立方米比较,北京市超标5—6倍,广州市超标3.5—4倍。与世界卫生组织第一阶段目标值35微克/立方米比较,北京市超标0.7—1倍,广州市则超标0.3—0.4倍。

2011年入冬以来,中国大片区域又连续发生大雾和阴霾,导致很多交通干线被关闭,航班被取消。

2013年1—3月,中国华北、华东等大部分地区均遭受了被称为“空气末日”的大气污染袭击,污染表现出“范围广、时间长、浓度高”的特点(见图3-2、表3-3、表3-4)。

图3-2 2013年1—3月全国74个城市空气质量态势

资料来源:环境保护部发布的74个城市空气质量报告(2013年5月)。

表3-3 2013年第一季度城市空气质量排名榜

注:按空气质量综合指数进行评价的结果。

表3-4 2013年3月城市空气质量排行榜

注:按空气质量综合指数进行评价的结果。

在雾霾袭击最严重的北京市,2013年从1月10日开始重度污染后,11—14日都是严重污染。1月12日北京市政府公布的空气质量数据表明,当天的PM2.5浓度达到每立方米886微克,有毒的雾霾浓度已经达到世界卫生组织认定的健康标准的(25微克/立方米)35倍以上。国际环保组织“绿色和平”说,北京周六、周日的空气质量是“有记录以来最差的”。北京的儿童医院在一周内日均门诊量迫近1万人,整个北京市医院住院人数一下增加了20%,其中三成是呼吸道疾病患者。