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二Ｏ一九 年 四 月 五 日
北京大气污染及其控制措施
Hefeng Zhanga, Shuxiao Wangb, Jiming Haob, Xinming Wangc, Shulan Wanga,*, Fahe Chaia,*, Mei Lid
a Atmospheric Environment Institute, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing, 100012, China
b School of Environment, State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control, Tsinghua University, Beijing, 100084, China
c State Key Laboratory of Organic Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, 510640, China
d Atmosphric Environment Institute of Safety and Pollution Control, Jinan University, Guangdong, 510632, China
摘要：近几十年来，中国首都北京经历了快速的工业化、城市化和机动化。由于能量消耗的持续增长和由此产生的多种污染物排放，因此，北京市大气污染，特别是细颗粒物（PM2.5）污染已逐渐成为一个严重的环境问题。针对日益严重的PM2.5污染，中国政府实施了一系列防治大气污染的政策、措施和法规，并采取了一些具体措施改善空气质量。本文首先概述了我国环境空气质量标准、大气污染防治政策法规。其次，阐述了北京大气污染的历史沿革和现状。最后，介绍了北京及其周边地区的防治措施和法规。本文旨在帮助世界各地的环境科学家和政策制定者了解北京过去和现在的空气污染以及北京政府采取的控制策略和行动。
关键词：空气污染，控制策略，空气质量标准，政策法规，北京
1. 引言
在过去的三十年里，中国经历了快速的经济增长，成为世界第二大经济体。2013年，中国国内生产总值（GDP）达到56.8万亿元（约合9.2万亿美元），能源消耗总量相当于37.5亿吨煤炭（见图1）。据估计，2013年，化石燃料消耗（煤和石油）占总能源消耗的88%以上（中国国家统计局，2013）。化石燃料消耗是中国人为空气污染物排放的主要贡献者，最近研究报告了这一点（Chan和Yao，2008；Zhao等人，2011；Wang等人，2012）。因此，随着化石燃料的消耗，空气污染已成为中国未来几十年必须应对的关键环境问题之一（Zhang等人，2012）。
注：国内生产总值
单位：十亿元人民币
单位：十亿吨标准煤当量
图1. 中国国内生产总值、能源消耗、煤炭消耗和石油消耗的增长趋势，2003-2013。数据来自中国国家统计局，2013-2013（http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj）
近年来，大气污染，尤其是细颗粒物（PM2.5）污染已成为燕山西、北、东北三个地区严重的环境问题。近几十年来，随着工业化、城市化和机动化的快速发展（Han等人，2014），北京的能源消耗和由此产生的多种污染物排放逐年增加，这对空气质量、人类健康和生态环境产生了不利影响（Li等人，2011，2014）。近年来，颗粒物污染，特别是高浓度的PM2.5污染，一直是北京大气污染的首要问题（Hu等人，2014）。为了降低PM2.5污染，改善空气质量，北京市政府采取了一系列严格的控制措施来预防和控制空气污染，这在很大程度上为中国乃至世界其他国家的城市空气质量改善树立了良好的榜样。因此，有必要对北京市的空气污染及政府采取的控制措施做简要介绍。
本文回顾了我国环境空气质量标准、大气污染防治政策法规的最新进展，阐述了北京市大气污染的历史沿革和现状，以及北京市政府采取的控制措施和法规。本综述并非详尽无遗，而是对北京市大气污染及其控制措施进行初步介绍。此外，本综述所包含的信息仅限于2014年之前公布的官方数据。
2. 我国大气污染防治的环境空气质量标准、政策法规
2.1 中国环境空气质量标准
中国环境空气质量标准（AAQS）最初于1982年制定（图2），这是第一份旨在改善环境空气质量的官方文件。AAQR的第一次修订于1996年实施，包括三个等级标准（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ），并建议了7种主要污染物（SO2、NOX、NO2、CO、O3、PM10和TSP）的限值（见表1）。2000年进行了第二次修正，取消了NOX污染物标准，放宽了NO2（Ⅱ级）和O3（Ⅰ级和Ⅱ级）的限值（见表2）。2012年2月，环境保护部（MEP）进行了第三次修订，增加了PM2.5、最大8-h O3污染物和缩小NO2的标准值（Ⅱ级和Ⅰ级-1-hr)以及PM10（Ⅱ级-每年)的标准值（见表3）。在新修订的AQR中，Ⅰ级标准中，最大8-h O3、日PM2.5和年PM2.5标准值分别为100、35和1ug m-3，Ⅱ级标准值最大分别为160、75和35ug m-3，其中，PM2.5Ⅱ级标准与世界卫生组织（WHO）建议的中期目标Ⅰ级标准一致，PM2.5Ⅰ级标准与美国建议的PM2.5标准值一致（见表4）。
图2. 中国环境空气质量标准的历史演变
表1 中国环境空气质量国家标准（GB3095-1996，第一修正案）
表2 中国环境空气质量国家标准（GB3095-2000，第二修正案）
注：蓝色表示修改后的值
表3 中国环境空气质量国家标准（GB3095-2012，第三修正案）
注：蓝色表示修改后的值，红色表示新加的值
表4 PM2.5中国环境空气质量标准（NAAQS）、世界卫生组织（WHO）、美国和欧盟的指标值
大胆的说明，中国的PM2.5Ⅱ级标准值与世卫组织一致，中国的PM2.5Ⅰ级标准值与美国的标准值相当。这表明，NAAQS在中国的标准值并不是世界上最严格的。
2.2 大气污染的联合防治
2010年5月，国务院发布了《大气污染联合防治》，这是中国第一份旨在改善区域及城市空气质量的综合性政策文件。该文件指定了三个“重点区域”和六个“城市群”实施区域空气污染联合防治。京津冀地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区是三个重点区域，六大城市群是辽宁中部、山东半岛、武汉及其周边地区、长沙-株洲-湘潭地区、成都-重庆地区和台湾海峡西岸。该文件还明确了区域大气污染联合防治的关键污染物（如SO2、NOX、PM和VOCS）。为解决酸雨、烟霾和光化学烟雾污染问题，提出建立区域大气污染联合防治统一规划、统一监测、统一监督、统一评价、统一协调的机制。
为了把环境保护与经济发展结合起来，“大气污染联合防治”提出了坚持以下基本原则：(1)优化区域产业结构和布局。(2)加大重点污染物控制力度。(3)加强能源的清洁利用。(4)加大控制车辆污染的力度。(5)完善区域空气质量监测体系。(6)加强空气质量改善的监测能力。(7)加强组织协调。这些原则表明，我国今后将更加重视区域空气质量的环境管理。
2.3 预防和控制空气污染行动计划
为了改善我国空气质量，减少大气重污染，2013年9月12日，国务院发布了《大气污染防治行动计划》，作为国家大气污染防治工作的指导。该行动计划的具体目标是，到2017年，中国城市地区PM10浓度将比2012年水平下降至少10%，北京-天津-河北、长江三角洲和珠江三角洲地区PM2.5浓度将分别下降25%、20%和15%。值得注意的是，《行动计划》要求北京的年平均PM2.5浓度必须保持在60ug m-3以内。
为实现上述目标，行动计划规定了下列“十项措施”：(1)加强综合治理工作，减少污染物排放。(2)优化产业结构，促进产业升级。(3)加快技术改造，提高创新能力。(4)调整能源结构，增加清洁能源供应。(5)强化“节能环保”准入门槛，优化产业布局。(6)发挥市场机制的作用，完善环境经济政策。(7)完善环境法律法规体系，依法实施监督管理。(8)建立区域协调机制，统筹区域环境管理。(9)建立监测、预警和应急系统，应对重污染天气。(10)明确政府、企业、社会责任，动员公众参与环境保护。
2.4 京津冀地区及周边地区大气污染防治行动计划
2013年9月17日，中国环境保护部发布了《京津冀地区及周边地区大气污染防治行动计划》实施细则（以下简称实施细则）。《实施细则》的具体目标是，到2017年，京津冀地区、晋鲁地区和内蒙古自治区PM2.5浓度比2012年水平分别下降25%、20%和10%，其中北京市PM2.5浓度年均值必须保持在60ug m-3以下。此外，《实施细则》的主要任务包括：(1)实施综合治理，加强多污染物同步减排。(2)统筹城市交通管理，控制车辆污染。(3)调整产业结构，优化区域经济布局。(4)控制煤炭消费总量，提高清洁效率，使用常规能源。(5)加强监测、预警和应急系统的基本能力。(6)加强组织和领导，加强监督和评估。此外，《实施细则》还对2014年11月在北京举行的亚太经合组织经济领导人会议确保良好的空气质量发挥了重要作用。
3. 北京的空气污染
近几十年来，城市空气污染在中国逐渐成为一个严重的环境问题（Shao等人，2006；Parrish和Zhu，2009），这不仅导致空气质量下降、能见度降低和健康损害（Brunekreef等人，2002；Nel，2005；Kan等人，2012），而且降低了城市居民的幸福感。北京，中国的首都，在过去的二十年里经历了快速的机动化（Wu等人，2011）。截至2013年底，北京市机动车总数达到543万辆（http://zhengwu.beijing.gov.cn/tjxx/tjgb/t1340447）。车辆数量的增长和由此产生的废气排放将对城市空气质量产生重大影响。相应的，许多研究已经证实，北京的城市空气污染已经从以燃煤为主的转变为燃煤和汽车排放的混合物（Wu等人，2011；Wang和Hao，2012）。因此，颗粒物污染，尤其是PM2.5污染已成为影响北京空气质量的主要环境问题。例如，2013年1月，北京发生了极其严重的雾霾污染，持续了近一个月的时间，其特点是PM2.5浓度很高。在第3.1和3.2节中，我们简要介绍了北京空气污染的历史演变和现状。
3.1 北京大气污染的历史演变
3.1.1 北京地区PM10变化趋势（1998-2013）
北京市PM10年平均浓度由1998年的188ug m-3稳定下降到2013年的108ug m-3，如图3所示，仍高于中国大气质量标准PM10 70ug m-3（Ⅱ级）的限值。截至2013年，北京的PM10年平均浓度比中国AAQSⅡ级标准高1.5倍，表明PM10污染是北京的一个严重问题（Zhang等人，2011）。此外，从图3可以看出，从2008年到2013年，北京的PM2.5/PM10比值从2008年的0.61增加到2013年的0.82，表明北京市大气颗粒物污染以PM2.5污染为主，也就是说，PM2.5已经被列为北京的主要空气污染物。
3.1.2 北京市SO2和NOX变化趋势（1998-2013）
北京的SO2和NOX年平均浓度分别从1998年的121m-3下降到2013年的27m-3，从1998年的74m-3下降到2013年的56m-3（图3）。2013年，SO2远低于中国AAQSⅡ级标准的60m-3标准值，并与中国AAQSⅠ级标准的20m-3水平相当，表明SO2排放控制在北京已证明是成功的（Zhao等人，2013；Wang等人，2014）。相比之下，北京的NOX排放控制并不那么好。2013年，NOX比中国AAQS（Ⅰ级和Ⅱ级）40ug m-3的限值高1.4倍，表明北京的NOX污染仍然相当严重。从图3中可以看出，从2008年到2013年，北京NOX的减少并不明显，这可以通过车辆排放的增加抵消了燃煤排放的减少来解释。
图3. 北京市大气污染物演变
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