懒熊体育2024-10-19 00:24:09发布:清华研究团队合作揭示2013-2020年间中国应对PM25污染成效

为科学评估我国清洁空气行动成效，清华大学环境学院贺克斌院士团队耿冠楠副研究员与清华大学地球系统科学系（以下简称“地学系”）张强教授课题组等开展合作，构建了耦合排放清单模型、大气化学传输模型、污染暴露-响应模型和成本评估模型的大气PM2.5浓度时空演变多驱动因素解耦方法，揭示了清洁空气行动减排措施及气象条件变化、新型冠状病毒感染疫情管控措施等对我国PM2.5浓度变化的贡献，测算了我国清洁空气行动的成本和效益，为空气质量持续改善提供科技支撑。

PM2.5污染是我国的主要环境问题之一。为切实改善环境空气质量，增强人民群众蓝天幸福感，国务院分别于2013和2018年发布实施了两阶段清洁空气行动，即《大气污染防治行动计划》（以下简称《大气十条》）和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（以下简称《三年行动计划》）。清洁空气行动实施以来，我国PM2.5污染状况明显改善，空气质量显著提升。然而，《三年行动计划》期间空气质量改善幅度收窄，2017-2020年间全国74个重点城市PM2.5平均浓度每年下降3.3微克/立方米，仅为《大气十条》期间（2013-2017年）年均降幅的一半。

这一时期的PM2.5浓度变化是受多种自然和人为复杂因素影响共同叠加的结果。一方面，气象要素的年际变化对PM2.5浓度趋势产生重要影响；另一方面，新冠疫情管控措施显著减少了2020年的人类活动和污染物排放。在评估清洁空气行动的减排成效之前，首先需要分离上述因素的影响。两阶段清洁空气行动减排措施的重点方向和实施力度均有所区别，如何科学评估清洁空气行动成效，厘清各项措施对PM2.5浓度下降的贡献，是科学界与决策者共同关心的问题。

针对这一问题，该研究构建了耦合排放清单模型、大气化学传输模型、污染暴露-响应模型和成本评估模型的大气PM2.5浓度时空演变多驱动因素解耦方法，在前期工作量化2013-2017年间中国PM2.5浓度变化的主要驱动因素及健康效应基础上，揭示了气象条件变化、新冠疫情管控以及《三年行动计划》各项减排措施对2017-2020年间中国PM2.5浓度变化的贡献，并进一步测算了两阶段清洁空气行动的成本和效益。

研究发现，清洁空气行动实施以来，全国人群PM2.5年均暴露水平从2013年的61.8微克/立方米下降至2020年的32.1微克/立方米，2020年全国人群PM2.5平均暴露水平自2013年以来首次低于PM2.5空气质量年均浓度标准（35微克/立方米）。《三年行动计划》期间，全国人群PM2.5暴露水平每年平均下降3.6微克/立方米，低于《大气十条》期间5.0微克/立方米的年均降幅。

研究发现，气象条件和新冠疫情管控措施均对《三年行动计划》期间空气质量改善起到“助推”作用。气象条件方面，2020年冬季的“暖北极-冷欧亚”模态推动冷空气频繁南下，且2019年强印度洋偶极子事件引发印度洋持续变暖，导致2020年夏季中国出现异常强降水，上述因素使得2020年气象条件相较2017年更有利于PM2.5污染改善。研究结果显示，气象条件变化对2017-2020年全国人群PM2.5暴露水平下降的贡献为3.3微克/立方米。2020年上半年的新冠疫情管控措施对工业生产和居民生活产生显著影响，进而减少大气污染物排放。研究测算发现，新冠疫情管控对2017-2020年全国人群PM2.5暴露水平下降的贡献约为1.5微克/立方米。

图1.2013-2020年中国PM2.5暴露水平变化的主要驱动因素

根据研究测算，两阶段清洁空气行动减排措施分别推动2013-2017年和2017-2020年全国人群PM2.5暴露水平下降18.1微克/立方米和6.0微克/立方米，第二阶段减排措施效果明显收窄。研究进一步量化了8项主要减排措施对PM2.5污染暴露水平下降的贡献，发现民用部门清洁取暖、电力工业提标改造、燃煤锅炉整治以及移动源排放管控是《三年行动计划》期间最有效的4项措施，占全部措施贡献的82%。

与《大气十条》期间相比，《三年行动计划》期间电力工业提标改造、燃煤锅炉整治、淘汰落后产能以及散乱污企业清理整治等措施对PM2.5污染暴露水平下降的贡献明显收窄。上述4项措施均为《大气十条》的延续措施，在2013-2017年期间取得显著减排效果，2017年之后进一步减排的潜力有限。民用部门清洁取暖、移动源排放管控、挥发性有机物综合治理和农业综合治理等措施在《三年行动计划》期间的效果更为明显，证实《三年行动计划》中强调的结构调整方向正确，针对NOx、VOC和NH3的强化减排措施取得成效。

图2. 《大气十条》和《三年行动计划》期间减排措施对主要大气污染物减排、PM2.5浓度下降及健康效益的贡献

研究测算指出，2013-2017年期间全国人均PM2.5暴露水平每降低1微克/立方米，治理成本约为490亿元人民币。而随着减排逐渐进入深水区，2018-2020年间PM2.5单位治理成本增加到1000亿元人民币左右。在各项减排措施中，燃煤锅炉整治和民用部门清洁取暖治理费效比相对更高，而移动源排放管控的治理费效比相对较低。不同减排措施的费效比差异一方面与减排措施本身的成本相关，同时也受到前体物排放和PM2.5浓度之间非线性响应关系的影响。

研究揭示了我国清洁空气行动各项减排措施减少PM2.5污染的成效，剖析了进一步改善空气质量所面临的挑战。研究指出，随着我国污染减排进入深水期，减排难度日益增加，浓度下降幅度放缓，进一步空气质量改善的任务艰巨。未来应以推动“碳达峰”“碳中和”目标为主要抓手，充分释放通过结构调整减排大气污染的巨大潜力，针对钢铁、水泥等高耗能、高污染行业制定精细化碳污协同治理策略；同时在排放-浓度非线性响应关系科学认知基础上，平衡多污染物协同减排力度，持续强化NOx、VOC和NH3减排措施，推动空气质量持续改善。

上述成果先后支撑了生态环境部委托中国工程院开展的《大气污染防治行动计划》实施情况中期评估、终期评估和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》实施情况终期评估工作，在定量主要政策措施减排贡献的基础上识别出各阶段政策措施存在的短板，并提出有针对性的政策建议，推动了下一步行动计划的出台实施，实现了大气污染防治目标设计、过程评估与完善优化的闭环。

9月18日，相关研究成果以“2013-2020年中国清洁空气行动应对PM2.5污染成效”（Efficacy of Chinas clean air actions to tackle PM2.5 pollution between 2013 and 2020）为题，发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）。

耿冠楠为论文第一作者，张强为论文通讯作者。论文合作者包括贺克斌院士，南京信息工程大学大气科学学院尹志聪教授，清华大学地学系同丹副教授，深圳国际研究生院郑博副教授，环境学院博士后刘洋、闫柳，地学系博士毕业生刘宇希、程静、武娜娜，地学系2020级博士生刘世淦，环境学院2021级博士生胡瀚文。

研究得到国家自然科学基金委员会和新基石科学基金会“科学探索奖”支持。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01540-z

（来源：清华大学环境学院）

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