李 魚,丁 峰,2
(1.華北電力大學 資源與環(huán)境研究院,北京102206;2.環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心,北京100012)
2013年1月以來,我國京津冀地區(qū)遭遇了罕見的持續(xù)灰霾天氣,北京、天津、石家莊、唐山、邯鄲等主要城市PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)均出現(xiàn)“爆表”現(xiàn)象,引發(fā)了民眾熱議和全球關注。研究表明城市灰霾天氣的成因一般包括:城市燃煤、機動車、工業(yè)、揚塵污染源排放量大;極端不利的污染擴散條件直接誘發(fā)污染;由于PM2.5污染區(qū)域性以及相關聯(lián)區(qū)域污染傳輸,區(qū)域污染和本地污染的疊加也成為灰霾天氣重度污染的重要因素?;姻渤霈F(xiàn)時,致使能見度明顯下降,空氣質(zhì)量惡化,并嚴重影響人體健康。
城市出現(xiàn)嚴重灰霾時,能見度嚴重降低,直接造成交通堵塞,事故頻發(fā),對城市的經(jīng)濟活動和市民生活帶來顯著影響,并使一個城市的景觀給人以負面的印象。2013年灰霾嚴重時北京部分地區(qū)能見度不足500米,唐山、廊坊甚至不足20米。雖然能見度與顆粒物的散射、吸收能力和氣體分子的散射、吸收能力有關,但主要與顆粒物的散射能力關系有關,主要影響因子就是顆粒物粒徑和濃度,有專家研究提出,當PM2.5質(zhì)量濃度小于0.010毫克/立方米時,才能使大氣能見度大于10千米。近些年針對珠三角等發(fā)達城市能見度的研究顯示能見度的惡化主要與細粒子關系較大,尤其是出現(xiàn)較重氣溶膠污染導致低能見度事件出現(xiàn)時,細粒子的比重會更大,其中PM2.5占PM10的比重能達50%~80%,最高能超過90%。由于PM2.5的密度遠小于PM10,于是造成公眾肉眼看到空氣污染嚴重,而監(jiān)測的PM10質(zhì)量濃度卻達標的原因。
灰霾天氣中大量極細微的粒子,很大部分可通過呼吸道進入人體肺泡,造成對人群的傷害。衛(wèi)星測量顯示,中國人口密集地區(qū)大氣氣溶膠含量比歐洲、美國東部等地區(qū)高出約10倍。國內(nèi)外大量流行病學研究資料表明,細顆粒物濃度上升與呼吸道、心血管疾病和肺部疾病的發(fā)生率、死亡率關系密切。雖然生物學機制尚未完全清楚,但是統(tǒng)計表明空氣污染在相當大的程度上提高了呼吸道發(fā)病率和心肺疾病死亡率。由于細粒子比大粒子更容易沉積在肺部,因此被認為更容易引起肺癌。在高污染大城市中,如華南的廣州灰霾天氣增加和肺癌造成的死亡率之間存在7~8年的時間滯后關系。北京大學醫(yī)學部的研究也表明PM2.5日均濃度超過標準后,每增加10微克/立方米心血管系統(tǒng)疾病急診死亡人數(shù)增加1%~7%,高血壓死亡人數(shù)增加5%,哮喘、支氣管炎等疾病的發(fā)病率也明顯提高。此外,灰霾天氣還會對人體健康產(chǎn)生一些間接影響。如減弱紫外線的輻射,影響人體維生素D合成,使空氣中傳染性病菌活性增強?;姻蔡鞖膺€會影響人們心理健康,使人產(chǎn)生壓抑、悲觀等不良情緒。
據(jù)統(tǒng)計,2010年我國二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放總量分別為2 267.8萬噸、2 273.6萬噸、1 446.1萬噸,揮發(fā)性有機物約3 000萬噸。其中重點區(qū)域113個城市占全國14%的國土面積,排放了48% 的二氧化硫、51% 的氮氧化物、42% 的煙粉塵和約50%的揮發(fā)性有機物。按照相關部門的測算,按照我國新修訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標準評價常規(guī)三項污染物(SO2、NOx、PM10),2010年全國重點區(qū)域113個城市中82% 的城市不達標。
除城市交通源排放的面源污染物之外,火電、鋼鐵、水泥、有色行業(yè)是排放二氧化硫、氮氧化物的重點行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,2011年火電、鋼鐵、水泥、有色行業(yè)排放的二氧化硫、氮氧化物約占全國的52%、58%,這些行業(yè)污染物排放量大,而且屬于高架源,對區(qū)域性大氣污染貢獻大;石化、化工行業(yè)是排放揮發(fā)性有機物(VOCs)的重點行業(yè),其排放的VOCs活性強、危害大,是引發(fā)城市灰霾、光化學煙霧的重要因素。據(jù)估算,石化、化工行業(yè)排放的VOCs約占全國工業(yè)源的25%;燃煤工業(yè)鍋爐排放的煙塵占全國的42%,由于燃煤工業(yè)鍋爐多屬于低矮面源,對城市環(huán)境空氣質(zhì)量影響較大。
2012年2月,環(huán)境保護部正式頒布《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095-2012)。與 GB 3095-1996及其修改單(2000)相比,除收緊了可吸入顆粒物(PM10)和二氧化氮濃度限值的標準限值外,新標準增加了PM2.5和8小時O3濃度限值,并將其納入環(huán)境空氣污染物基本項目。
2011年底發(fā)布的《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》提出要加大二氧化硫和氮氧化物減排力度,實施多種大氣污染物綜合控制,到2015年,主要污染物排放總量顯著減少。2012年10月,環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會、財政部聯(lián)合發(fā)布《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》(環(huán)發(fā)[2012]30號),明確提出把污染物排放總量作為環(huán)評審批的前置條件,以總量定項目。要求新建排放二氧化硫、氮氧化物、工業(yè)煙粉塵、揮發(fā)性有機物的項目,實行污染物排放減量替代,實現(xiàn)增產(chǎn)減污;對于重點控制區(qū)和大氣環(huán)境質(zhì)量超標城市,新建項目實行區(qū)域內(nèi)現(xiàn)役源2倍削減量替代;一般控制區(qū)實行1.5倍削減量替代。
2013年2月,環(huán)境保護部以公告2013年第14號發(fā)布《關于執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告》,要求在重點控制區(qū)的火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等六大行業(yè)以及燃煤鍋爐項目執(zhí)行大氣污染物特別排放限值。
以上多種管理措施的緊密發(fā)布與實施,對于城市灰霾現(xiàn)象從產(chǎn)生的源頭到最終環(huán)境績效都能進行有效管理,為降低城市灰霾、提高環(huán)境質(zhì)量提供了法律依據(jù)和重要保障。
嚴格落實國家環(huán)保部門發(fā)布的相關制度,在環(huán)評階段即對建設項目嚴格執(zhí)行污染物特別排放限值和總量削減替代。把污染物排放總量作為環(huán)評審批的前置條件,針對重點區(qū)域重點行業(yè),嚴格分步實施特別排放限值。對于影響區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量的重點污染物,包括二氧化硫、氮氧化物、顆粒物及揮發(fā)性有機物等加大重點區(qū)域污染控制力度。把揮發(fā)性有機物污染控制作為建設項目環(huán)境影響評價的重要內(nèi)容,并采取嚴格的控制措施把污染物排放總量作為環(huán)評審批的前置條件,以總量定項目。
加強對于工業(yè)源的排放控制,重點對火電、鋼鐵、有色、水泥、石化、化工等行業(yè)與燃煤鍋爐新建項目的重點污染物新增排放量實施總量控制和倍量削減替代。其中火電、水泥、鋼鐵行業(yè)和燃煤鍋爐對二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵實施倍量削減替代;有色行業(yè)對二氧化硫、煙粉塵、(氮氧化物)實施倍量削減替代;石化、化工等行業(yè)對二氧化硫、總揮發(fā)性有機物、(氮氧化物)實施倍量削減替代,其中二氧化硫、氮氧化物、工業(yè)煙粉塵重點做好現(xiàn)役源的削減,而揮發(fā)性有機物由于現(xiàn)役源排放基數(shù)不清,重點應強化其削減量。
作為區(qū)域大氣復合污染的重要影響因子,要控制PM2.5區(qū)域性污染問題,首先要通過戰(zhàn)略與規(guī)劃環(huán)評,結合區(qū)域PM2.5的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律合理布局污染源和控制污染源排放強度。對于PM2.5及其他二次污染物的控制應從戰(zhàn)略與規(guī)劃環(huán)境影響評價的區(qū)域?qū)哟紊线M行,而對于建設項目應重點開展一次污染物(包括PM2.5前體物,如顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機物和氨)的環(huán)境影響評價工作,從污染源頭上控制PM2.5的產(chǎn)生。
結合環(huán)境空氣質(zhì)量標準的實施計劃和國家重點區(qū)域PM2.5的監(jiān)測體系建立,分區(qū)域開展有關PM2.5的環(huán)境影響評價工作。對優(yōu)先控制PM2.5的地區(qū),特別是對京津冀、珠三角、長三角等已形成區(qū)域性污染問題的地區(qū),優(yōu)先開展PM2.5的環(huán)境影響評價工作。
優(yōu)先對相關行業(yè)開展戰(zhàn)略、規(guī)劃、建設項目的PM2.5環(huán)境影響評價。結合國家環(huán)境監(jiān)測體系的逐漸完善,組織相關科研院所、環(huán)評單位應用區(qū)域尺度空氣質(zhì)量模式針對重點區(qū)域及火電、鋼鐵、建材、石化、交通五大重點行業(yè)及相關園區(qū)規(guī)劃開展PM2.5和其他污染物的環(huán)境影響預測分析與研究工作。
空氣中PM2.5主要來源除自然源之外,還包括燃煤、機動車交通源、揚塵、生物質(zhì)燃燒等直接產(chǎn)生的細顆粒物及二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機物和氨等PM2.5前體物經(jīng)過復雜的化學反應形成的細顆粒物。對于灰霾天氣的調(diào)控,重點對形成細粒子污染的光化學過程前體物(NOx與VOCs)進行調(diào)控。對于城市交通源的控制主要包括三部分內(nèi)容,首先是提升油品質(zhì)量——在煉油過程中去除硫化氫、二硫化碳和硫化羰等硫化物,使得油品含硫量下降,減少二氧化硫排放;其次是汽車尾氣的控制,主要通過提高機動車排放標準來實現(xiàn)。另外交通順暢也是重要的減排措施。揮發(fā)性有機物是細粒子的重要前體物,可通過控制加油站在油品儲運、裝卸過程中的散逸揮發(fā),以及控制裝修、噴涂、印刷、化妝品、家具、制鞋等溶劑使用減少揮發(fā)性有機物的排放。
國內(nèi)評價標準體系包括環(huán)境質(zhì)量標準和排放標準兩大類,目前國內(nèi)環(huán)境質(zhì)量標準中規(guī)定了PM2.5、二氧化硫、氮氧化物、臭氧的限值,但缺少PM2.5前體物揮發(fā)性有機物的環(huán)境質(zhì)量標準,而在排放標準中更是缺少對PM2.5前體物揮發(fā)性有機物、硫化氫、苯系物等污染物的排放限值,進而也導致無法對建設項目的污染物排放進行最直接的控制。因此,近期應盡快完善制定與PM2.5相關污染物的質(zhì)量標準和排放標準,如:揮發(fā)性有機物的環(huán)境質(zhì)量標準,以及揮發(fā)性有機物、硫化氫、苯系物等污染物的排放標準。制定區(qū)域空氣質(zhì)量評價技術導則,推薦適用于區(qū)域范圍PM2.5預測分析的歐拉型區(qū)域空氣質(zhì)量模式,并對推薦模型進行相應的驗證和規(guī)范化,完善技術導則中的法規(guī)模式。此外,還應該逐步研究和建立國家統(tǒng)一的區(qū)域污染源排放清單和重點行業(yè)污染源調(diào)查工作,并對模型建立與影響分析過程中所涉及的監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等基礎數(shù)據(jù)進行相應的規(guī)范化研究。