我国空气污染现状及其防治对策研究

发布于 2018-06-24  242 次阅读


我国空气污染现状及其防治对策研究

摘要 进入21以来,空气污染已经成为威胁人类生存安全的重要因素,作为环境污染的严重问题之一,空气污染不仅会对人类生活与健康问题造成影响,长远来看,更会制约中国经济的长远发展,发达国家已有先例可鉴。我国作为发展中国家之一,经济与工业化快速发展快速发展的同时也产生一系列空气污染问题,虽然我国自20世纪70年代开始便着手治理空气污染问题、通过颁布法令等措施并取得了一定效果,但目前空气污染总体形势依然较为严峻,所以研究这一问题具有广泛的现实意义。本文分析了我国空气污染的现状、原因及危害,并结合我国实际情况分析防治大气污染的一些对策。

关键词:空气污染;危害;原因;防治对策

Current Situations and Countermeasures of Air Pollution in China

Liu Huan1

1.Literature Institute of Northeast Normal University

Abstract Since the 21st century, air pollution has become an important factor of the threat to human survival. As one of the serious environment pollution, air pollution will not only affect human’s life and health, in the long run, but also will restrict the long-term development of China's economy, we can see it through the developed countries. Also, as one of the developing countries, China’s economy and industrialization have been developed rapidly with the serious air pollution. Although our country began to control the pollution by various ways, the situation is still grim, so this study has a wide range of practical significance. This paper analyzes the current situation, causes of the air pollution and the harm of the pollution in China, and give some solutions combined on the practice of our country.

Key words: air pollution; harm; cause; prevention countermeasures

1.引言

空气主要由氮氧等气体构成,在相对稳定的大气中,如出现氮氧化物、烟尘、悬浮颗粒物等污染源,则会造成空气污染。目前我国空气污染程度已相当严重,除自然原因引起外,大多数空气污染都来源于人类活动。同时,我国空气污染在时间与空间分布上具有明显特征。在时间上呈现出冬春多、夏秋少的特点,在空间上呈现出北多南少的特点,这与我国人口生活习惯、自然气候、经济结构等因素有着密切联系。空气污染会引起诸多呼吸道疾病,同样会造成巨额经济损失,制约一个国家长远发展。据世界卫生组织统计,我国的唐山、北京、保定、石家庄等城市已经成为空气污染的严重受害者,其他许多地区也不容乐观,研究空气污染现状刻不容缓。目前学者研究的热点多集中于城市污染,取得了一定的成果并应用于实际。但也存在一些描述不详细、防治对策不健全。数据支持少以及数据过时等问题。本文在前人基础上对空气污染来源进行细致区分与总结分析,并通过数据支持对症下药,给出合理的解决方案,对制定正确对策、建立空气污染长效机制、控制污染源有重要意义。

2.我国空气污染现状

2.1 全国城市空气污染概况

据2016年1月1日《我国公布的环境空气质量标准》[1],其中二类区(即居住区)应该符合二级标准,才能达到空气质量标准。此表经1996年与2000年修改,对一些污染物浓度限值与一些项目进行调整,作为空气质量的基本限定标准。

表1 《环境空气污染物基本项目平均浓度限值》

Tab.1 Concentration limits of fundamental Ambient Air Quality Standard

污染物 时间 一级浓度 二级浓度 单位
SO2 150 500 µg/m3
20 60
NO2 200 200
40 40
CO 10 10 mg/m3
24小时 4 4
O3 160 200 µg/m3
8小时 100 160
颗粒物(<10µm) 24小时 35 75
15 35

图1 我国废气中主要污染物排放趋势

Fig.1 Emission trend for main pollutants from waste gases in China

从统计数据可以看出,我国废弃物中烟尘的排放量成下降趋势,但是烟尘作为颗粒物仍然占据城市空气污染的主要来源。从20世纪90年代来看,中国几百个城市中只有不到一成达到空气质量标准[2],近七成城市人口暴露于不同程度污染的空气下。根据2017年中国生态环境公报[3]数据,2017年,全国338个地级及以上城市中,有99个城市环境空气质量达标,占全部城市数的29.3%;239个城市环境空气质量超标,占70.7%。在这些城市中,共发生重度污染2311天次、严重污染802天次。新疆、河北、河南等多个城市重度污染天数超过20天。前面提到,空气污染存在自然因素,主要由风力引起的沙尘天气为主,如不扣除沙尘天气影响,全国空气质量达标城市近占27.2%,近七成城市PM2.5与PM10都严重超标。

目前我国主要按照环境空气质量综合指数来判定空气质量是否达到标准,环境质量最好的城市主要为海口、拉萨、舟山、厦门等城市,相对较差的城市为石家庄、邯郸、形态、保定等城市。从数据分析可以明显得出我国空气污染在空间上的分布规律:即北方城市空气污染较为严重,南方城市总体污染小于北方。这些空气污染主要来源为可吸入颗粒物、颗粒物与臭氧、二氧化氮。较去年相比,我国城市空气质量总体有所好转,PM2.5浓度与超标天数均有所下降,二氧化硫与臭氧在控制下也有所减少,但回顾近年来数据,其整体大致处于上下浮动状态,空气质量并无明显好转或变差,由于汽车尾气排放,二氧化硫与二氧化氮等排放物有加重的趋势,空气污染仍不容乐观。

2.2酸雨影响

酸雨是pH值小于5.6的降水,其主要由人为原因造成,如机动车排放尾气、燃烧含硫量较高的煤炭等行为,对空气污染同样造成重大影响。据2017年统计,我国463个监测站中,酸雨频率平均为10.8%,比去年下降1.9%,出现酸雨的城市较2016年有所减少,酸雨频率较高的城市也有所下降,可见我国对酸雨控制已经取得一定效果。酸与分布面积较去年下降0.8%,主要集中于云南、贵州、江西、福建北部、湖南北部、浙江、伤害、安徽等地。在酸雨主要发生区内,其成分多为硫酸根与硝酸根离子,这些因子多来源于燃煤与机动车尾气排放。酸雨从空间分布来看主要集中于南方,因为北方近年对燃煤有所控制,并采取脱硫等技术减少酸雨生成,北方冬天受蒙古-西伯利亚高压影响,气压较高,天气多为晴朗、空气易扩散、稀释,直接减少了硫酸根与硝酸根离子合成酸雨的可能性。与之相比,南方纬度低,受季风影响更为明显,气候多潮湿闷热,不易于空气流通,人口繁密,机动车等尾气排放会加剧酸雨生成。总的来说,酸雨频率的下降体现我国能源结构正由煤炭逐渐转换为清洁能源,而南方由于车辆购置人口曾多,二氧化氮浓度呈上升趋势,需要及时采取综合措施。

图2 2017年全国降水pH年均值等值线分布图

Fig.2 distribution map of pH annual mean value of precipitation nationwide in 2017

2.3 空气污染特点

较2016年相比,我国城市空气质量总体稳定,空气污染主要来源仍为TSP(总悬浮颗粒物),主要有自然与人为来源,自然以西北、内蒙古科尔沁地区干旱产生的风沙、扬尘为主,同时生物生存、自然灾害、海洋等因素同样会提升空气总悬浮颗粒物浓度。人为因素来看,城市化水平较高地区主要以工业生产、机动车尾气排放、能源结构不合理等因素为主,农村地区主要以光化学烟雾污染、扬尘污染、企业污染排放为主。根据环保部2017年公布的京津冀、长三角、珠三角地区及重点城市空气质量状况,京津冀与长三角地区一氧化碳浓度较去年总体呈下降趋势,京津冀十三个城市中,轻度污染占比25.9%,重度污染占比6.1%,北京市一年中有四成天数不达标,上海有二成以上天数不达标,以广州为代表的珠三角则有二成天数不达标。京津冀地区较其他两区域重度污染比例增高。总的来说,我国空气污染有以下特点:

2.3.1范围广、区域性强

2013年1月-10月,全国大约20个省市出现持续性雾霾天气。[4]冬天是雾霾的高发季节,京津冀地区所排放的污染物明显超过其他邻近区域,2017年,全国338个地级市中,239个城市空气质量存在超标现象,占所有地级市的70.7%,空气污染存在覆盖面广的特点。

同时几个重工业基地也严重超标,呈现明显的区域性特征。全国重要经济区域中,京津冀空气污染程度最高,有五个城市优良天数比例低于50%,在全国城市空气质量排名中位居后列。全国空气排名较好的城市主要集中于南部以及东南、西藏等地区;较差城市主要集中与北方、华中、西北沙漠地区。

2.3.2季节性强

春季与秋季为污染物高发季节,严重年份可达夏秋季节空气污染物排放量的1.5倍至2倍,2017年,全国1月与十一月空气污染物浓度普遍增高,平均优良天数比例不足六成,主要以一氧化碳和可吸入颗粒物(PM10)为主。根据环境公报,约六成城市的悬浮颗粒物超过国家环境空气项目浓度二级标准,三成超过三级标准,集中于第一和第四季度。

图3 2014-2016年广东四大区域污染物浓度季节变化

Fig.3 Seasonal variation of pollutant concentration

2.3.3 细菌污染严重

细菌污染主要集中于城市,城市为人口聚集区,热岛效应会造成空气不流通,加之绿化面积娇小,空气中细菌含量较多。城市内部,细菌分布呈区域性特征,以人口密集地段为主,如商场、商业区、居民住宅区。一些城市空气细菌含量可达100000个/m3,人口密集地段可达数十倍之多。[5]

2.3.4复合污染物较多

我国处于工业化发展阶段,能源结构主要以煤炭为主,而煤炭所产生的废弃物会严重影响空气污染。车辆尾气中含有的二氧化氮浓度正逐渐提升。2017年,全国338个地级市主要空气污染物有PM2.5 、PM10 、臭氧、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳为主。


图4 2017年338个城市六项污染物不同浓度区间城市比例

Fig.4 The proportion of six pollutants in different concentrations of 338 cities in 2017

3.我国空气污染形成原因及影响

3.1 工业污染物排放量大

目前我国工业结构主要以重工业为主,从粗放式向节约式经营路线转变仍较为缓慢,高污染、高耗能企业比重较大,某些工业区,如长三角、珠三角、京津冀地区可以看到工业化给空气带来的明显污染。不只城市有此现象,农村地区同样存在。农村地区由于土地价格低廉、政策监管不到位、经济不发达等原因,经常会对一些高耗能、高污染的企业放宽准入规则,准许建厂,城市中一些企业由于地价与政策等因素也会逐渐转移到农村地区,这些工厂大多会引起农村地区严重的空气污染。我国重工业需要大量用电,而我国电能供给通常以火电燃煤为主。钢铁厂、火电厂、燃油厂的烟囱排放的SO2与其他物质又会造成酸雨,使空气质量严重恶化。1997年,广东省年均出现酸雨概率为51%,因酸雨产生的直接经济损失高达40亿元。[6]

3.2 机动车与农村机械用车尾气排放

据公安部统计,2017年中国机动车保有量为3.1亿,汽车2.17辆[7]。我国人口基数大,虽然车辆人均保有量与美国相比远远不足,但是车辆总数巨大。汽车尾气中通常含有一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、铅汞类有毒元素,如受到紫外线照射,可以产生光化学烟雾,1940-1960年间洛杉矶发生的光化学烟雾事件已成为全球十大公害事件之一,我国上海1995年也曾因机动车尾气排放而产生光化学烟雾,对人体健康造成极大影响。

我国农村地区黄标车与农村机械用具也是产生汽车尾气的一大原因,黄标车即排放水平低于国Ⅰ标准的汽油车与国Ⅲ标准的柴油车,其污染量通常是普通汽车的数倍,具有危害大、排放多的特点。据统计,我国黄标车数量大约占据当前汽车总量的13%[8],产生的悬浮颗粒物和二氧化氮、铅汞类物质却占据总体汽车排放量的五到八成。20世纪50年代开始,中国农业机械化开始进入实际推广阶段,随着几十年来机械农具数量的不断增加,空气污染程度也受到严重影响。农民耕作时土地裸露极易造成扬尘问题;农药化肥等喷雾制剂的不合理使用会渗透到空气和土地中,与大气中悬浮颗粒物相结合,产生污染;农民生活所采取的燃烧农作物秸秆手段同样会排放出大量烟尘。

3.3 政策与技术研究不到位

美国早在1976年推进了排污权交易制度,对推动工厂和电厂的二氧化硫排放进行了有益探索,酸雨排放量在之后几十年内呈下降趋势,中国在21世纪初同样进行初次探索,但主要集中于自愿交易,直到2013年,各大省市开始引发相关排放权配额文件,并逐步实行,为碳排放工作提供一系列标准。然而从中国近年来的实践来看,全国只有广东、北京、天津等少数几个地区实行此制度,且仅仅集中于电力、水务、石油化工等重工领域,实行全国范围内的推广仍然任重道远。我国对环境保护资金的支持与重工业发展不同步是政策引申出来的实际问题,治理污染缺乏资金,会达到治标不治本的效果,只能小幅度延缓空气污染数据增长,并不能真正起到根治的效果。技术层面来看,我国仍缺乏环境污染相关的治理经验,相比之下,发达国家在两次工业化进程中已经付出代价,在几十年来的积累中研究出了控制大气污染、净化煤炭、机动车燃油清洁化等多项先进技术。这些因素综合,自然会加剧大气污染程度。

3.4 空气污染的影响

首先,被二氧化硫污染的大气遇到云层易形成酸雨,酸雨不仅会腐蚀城市建筑,还会使土地酸化、水体酸化,导致农作物与水产品减产,间接造成人类经济损失与食品安全问题。汽车尾气中的氮氧化物、铅类化合物会造成人类呼吸系统感染,从而产生一系列慢性病,严重的可能引发癌症。近二十年来,中国的肺癌患病率位居全世界中等行列。其中,北京、上海、天津等地均为肺癌高发区。一些地区患病率甚至高达50%[9]。城市的空气污染具有传染性,主要是由于人口密度大、环境不流通、人员交往密集等因素产生的,如果传染病附着于可吸入颗粒物表面,则会在城市范围内进行大规模传播。2002年流行的SARS(非典型性肺炎)病毒借助悬浮颗粒物的传播,增加了被传染者人数。

4.我国空气污染防治对策

4.1 机构与政策

目前许多发达国家已经设立健康机构进行专门管理,负责对国民的日常生活环境进行监察。我国可以借鉴相关经验,由环保局下设机构,对国民日常健康状况进行监督管理、根据空气质量实时状况采取综合措施保障安全,重在预防、做好控制。政策方面,对健康受到损害的公民实行赔付机制,还需要出台一些更严格的法规来限制污染物排放问题。对已有法律应该落实到地方政府,严格执行《国务院大气污染防治措施》[10],建立长效的节能减排机制。对机动车推行新能源汽车置换优惠政策,鼓励实行新能源,减少汽车尾气排放。对农村地区一些违规排放的重工业企业应及时采取控制措施,拒绝未达标企业在农村地区建厂排放;借鉴发达国家经验,在全国范围内实施碳排放交易制度,鼓励企业逐步进行能源转型,践行可持续发展战略。对空气排放合格或不合格的城市实行奖罚并行制度,以此激励各大城市节能减排、减少空气污染物。

4.2 普及环境保护知识,提高公民素质

必须广泛利用教育这一传播媒介进行宣传,提高公民对环境保护的自觉意识,重点对学校学生进行环保教育、普及空气污染知识与法律法规,提高其自觉性;对我国各级环保部职工实行系统培训,了解必要法律知识,使其在工作中做到尽职尽责,同时提高效率,自觉维护与空气污染相关的法规;报纸与电视应该发挥大众传媒的引领作用,激励空气保护做出贡献的先进人员,对污染企业及时进行披露,在潜移默化中培养环保意识;地方政府应深入农村基层,向农民普及焚烧秸秆等行为对空气造成的恶劣影响,必要时可以制定地方性法规,引导农民逐渐养成公民意识。

4.3 规划工业布局与绿化植被

治理空气污染,必须从源头出发,对污染源进行详尽普查,最终制定合理对策。对工业区和可能产生空气污染的企业统筹规划,考虑到我国处于季风区,一般应建立在城市最小风频的郊外地区,并在居民区与工业区之间进行合适的植被绿化,尽量选择高大植被,如杨树、柳树等植物,以减小空气污染对居民造成的危害。植树造林是防治空气污染的有利对策,植物可以吸收并通过物理阻挡的方式减少多种有害气体,沉降悬浮颗粒物,还有调节局部气候的作用。一公顷阔叶林正常状态下每天能吸收1吨二氧化碳,并释放出0.75千克氧气[11]。植树造林不仅能及时缓解空气污染问题,也是富及子孙后代的有利选择。

4.4 对重点污染物进行具体控制

NO2、CO、NO2 、SO2 等有害物质主要由汽车尾气排放与燃煤排放造成,对此应该采取具体方法。我国应在重工业聚集地区建立多个二氧化硫控制区,创新实行二氧化硫排污交易规则,控制酸雨的生成,目前我国已经在几十个城市进行试点,并取得良好效果。1998年初,国务院设立的酸雨控制区总面积为80.6平方公里,二氧化硫设计63个城市,总面积29万平方公里。[12]治理空气污染,还应该控制并改善用煤量,利用水能、风能、潮汐能、太阳能来减少煤炭的能源比例。数据统计[13],2003年全国机动车排放的碳氢化合物与一氧化碳是八年前的2.51倍和2.05倍,机动车已经成为空气污染物的主要来源。鉴于此,我们应该全面推行新能源汽车,在过渡过程中提高车辆排放标准,做好排污交易两个市场之一[14],保护城市居民健康。

4.5 提高多种能源利用率

除了综合利用水电、风能等新能源之外,还应该提高煤炭、石油和天然气的利用率,煤炭与石油都是一次性资源,如果不能有效提高利用率,其产生的有毒物质不仅会污染空气,还会造成资源的严重浪费。节约能源,提高能源利用效率,做好能源的“深加工”如洗煤,煤焦化等工艺,可以大大利用能源资源,并改善大气质量。

5.结语

空气是我们人类赖以生存的资源,空气污染会对人类造成不可恢复的影响。我国作为一个发展中国家,正处于经济发展的上升时期,经济结构等多重因素制约着我们目前的工业结构、燃料等问题。尽管如此。我们依然要重视并着手治理空气污染问题,否则未来的经济发展会受到严重制约,成为木桶理论中那块“短板”。我国空气污染现状不容乐观,治理不仅是政府的责任,更关系到我们每一个公民,我们同样应该参与到空气污染的治理中。以往粗放的发展、空气的污染来换取经济是不可取的,我们必须改变思想,冲破目前存在的阻碍,对不合理的东西破中求立,以寻求一条长期发展,保护空气质量的道路。

参考文献

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[3] 国家环境保护总局,中国环境状况公报[ EB/OL ],http://www.zhb.gov.cn/hjzl/zghjzkgb/lnzghjzkgb/201805/P020180531534645032372.pdf

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[12] 国家环境保护总局,中国环境科学研究院. 二氧化硫污染控制区和酸雨控制区研究规划 [R].北京:国家环境保护总局,1998

[13] 中企联合网 . 全国汽车实施“国 2”排放标准[EB/OL]

[14] 王金南, 董战峰, 秦颖,等. 中国的排污交易实践:探索与创新[C]// 中国技术管理. 2014.

最后更新于 2023-06-10