上海大气环境压力及风险防控

上海大气环境压力及风险防控

1995年以来，尤其是“十一五”以来，上海在传统大气环境问题治理方面取得了较为显著成效；然而与此同时，PM2.5（可入肺颗粒物）、挥发性有机物、臭氧、恶臭等新型大气环境问题却凸显出来。这些大气环境风险来自何处，应当如何应对，本报告将开展专题研究。一来自传统大气环境问题的风险不断下降从1995年以来，尤其是“十一五”以来，上海治理传统大气环境问题的成效总体而言比较显著，来自传统大气环境问题的风险不断下降。只是酸雨风险有所增长，建议对上海酸雨成因作更深入研究以便对症下药，并借助区域联防联控减少上海以外的因素对当地酸雨形成的影响。（一）二氧化硫、二氧化氮和酸雨污染“十一五”期间，上海市的二氧化硫治理成效显著；2001年以来，上海大气中的二氧化氮浓度总体呈下降趋势。但是，和大气中酸性物质浓度下降相反的是，上海的酸雨污染总体呈上升趋势，这就需要对酸雨形成机理作更深入研究才能解释其中的原因，并且要重视上海以外的因素对当地酸雨形成的影响。1.二氧化硫“十一五”期间，上海市的二氧化硫治理成效显著。上海的废气二氧化硫排放总量在1999～2005年出现较严重的反弹后，于2005～2011年呈现出迅速下降的趋势，从2005年的51.28万吨下降到2011年的24.01万吨，年均下降11.88%。2011年相较于2010年更是急剧下降，下降幅度高达32.95%。与之相对应的是，在经历了1995～2005年的较大反复后，从2005年开始，上海的城区二氧化硫年日均值呈明显下降态势，从2005年的0.061毫克/立方米下降到2011年的0.029毫克/立方米，年均下降11.66%（见图1）。图1上海市1995～2011年二氧化硫排放量及城区大气二氧化硫浓度2.二氧化氮自2001年以来，上海的城区二氧化氮年日均值总体呈下降趋势（见图2），2008～2011年下降趋势更加明显；从2008年的0.056毫克/立方米下降到2011年的0.051毫克/立方米，年均下降3.07%。图22001～2011年上海市城区二氧化氮年日均值3.酸雨但是，和大气中二氧化硫、二氧化氮浓度下降相反的是，同期上海酸雨发生频率显现出上升趋势，降水的pH平均值显现出下降趋势（pH值越低，酸性程度越高）。20世纪90年代后半期，上海的酸雨频率维持在11.0%～15.2%，到2008年一路上升到79.2%；此后，2009～2011年虽然有所下降也还是在70%左右徘徊。2003年之前，上海降水的pH平均值一直维持在5.2以上，从2004年开始明显下降，最低下降到2008年时的4.39；之后，2009～2011年虽然有所好转，但仍然在4.7左右徘徊。2011年，上海降水的pH平均值为4.72，和1997年的5.71大约相差1；根据pH值和酸浓度之间的换算公式，这意味着2011年上海降水中的酸浓度增加到1997年的10倍（见图3）。图31995～2011年上海市酸雨频率及降水pH平均值酸雨主要是由大气中含有酸性气体造成的，而大气中颗粒物的酸碱性对酸雨的形成也有重要影响；在上海大气中二氧化硫、二氧化氮呈下降趋势的情况下，酸雨污染竟然总体呈上升趋势，这就要求重视并判明二氧化硫、二氧化氮以外的酸雨成因，从而对症下药。其一，除了二氧化硫、二氧化氮以外，氯离子、氯气等也是大气中常见的酸性物质。[1]建议对上海大气中此类元素以及涉及此类元素的化工企业加强研究，以判明其对上海酸雨形成的影响。其二，大气中颗粒物的酸碱性对酸雨形成有重要影响，碱性颗粒物可以中和酸雨，而酸性颗粒物会加剧酸雨。建议深化对上海大气中颗粒物的研究，判明其是否附着了大量酸性物质，从而加剧酸雨。此外，上海的土壤本来就属南方酸性土壤，土壤微粒通过二次扬尘进入大气中，也会促进酸雨形成。[2]因此，建议对上海土壤展开进一步研究，判明其是否有较严重酸性物质污染，并经由二次扬尘加剧当地酸雨。其三，由于大气是流动的，而长三角或华东地区电厂密布、机动车集聚，向大气中排放的二氧化硫、二氧化氮等酸性物质较多；上海的酸雨完全有可能是邻近地区的酸性物质飘到当地上空成雨造成的。因此，建议深化对大气跨省市流动促进上海酸雨形成的机理研究，同时加强与江苏、浙江等邻省合作，优化长三角大气污染联防联控机制。（二）烟尘、降尘和PM10污染1995年以来，尤其是2004年以来，上海的烟尘、降尘和PM10（可吸入颗粒物）等污染明显呈下降趋势，来自此类粉尘的环境或健康风险在减少。1995～2002年，上海市的烟尘排放总量出现过一个迅速下降的态势，年均下降9.00%；出现短暂反复后，2004年后又出现缓慢下降的趋势，从2004年的12.27万吨下降到2011年的8.98万吨，年均下降4.36%。2004年后，上海区域降尘量变化和烟尘排放总量缓慢下降的趋势高度吻合，从2004年的10.0吨/（平方公里·月）下降到2011年的6.6吨/（平方公里·月），年均下降5.76%。同期，上海道路降尘量虽然经历反复，但下降趋势更明显，下降速度更快；从2004年的26.5吨/（平方公里·月）下降到2011年的10.7吨/（平方公里·月），年均下降12.15%（见图4）。图41995～2011年上海市烟尘排放总量及降尘量从2002年开始，上海的城区PM10年日均值呈逐步下降趋势，从2002年的0.108毫克/立方米下降到2011年的0.080毫克/立方米，年均下降3.28%（见图5）。图5上海市2001～2011年城区PM10年日均值二来自新型大气环境问题的风险亟待重视在传统大气环境问题得到较好治理的同时，新型大气环境问题值得重视；它和原有的传统环境问题叠加，形成复合型环境污染。之所以说此类大气环境问题是“新型”的，并不是因为相关的一些大气污染物原先不存在，是近年来新出现的；而是因为它们在近几年“新近”上升为一种不得不重视的问题。出现这种情况的原因主要有以下三点：其一，因为机动车、化工生产规模等增加，PM2.5、挥发性有机物、臭氧、恶臭等污染的确在增加或居高不下；其二，市民对环境质量的要求是随着生活水平的提高而不断提高的，在传统大气环境问题得到较好治理后，自然对其他大气污染物提出更高的减排要求；其三，在传统大气环境问题得到较好治理后，其他之前未得到较多重视的大气污染问题自然凸显出来。（一）PM2.5PM2.5比PM10的危害更大，PM10可以被鼻纤毛挡住，而PM2.5可以穿透鼻纤毛进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎、心血管病等方面疾病；甚至还会通过支气管和肺泡进入血液，如颗粒上沾有重金属、有毒有害物质等，对人体危害则更大。当大气中PM2.5的浓度长期高于0.01毫克/立方米，浓度每增加0.01毫克/立方米，总体死亡风险则上升4%，患心肺疾病的死亡风险上升6%，患肺癌的死亡风险上升8%。[3]2011年，上海市灰霾试点点位崇明监测站和静安七一中学PM2.5年日均浓度分别为0.046毫克/立方米和0.037毫克/立方米。2007～2011年，崇明监测站PM2.5浓度呈下降趋势，PM2.5浓度年日均值在0.044～0.050毫克/立方米范围内波动；静安七一中学PM2.5浓度呈显著下降趋势，PM2.5浓度年日均值在0.037～0.047毫克/立方米范围内波动（见表1）。[4]但是根据最新版的《环境空气质量标准》（GB3095-2012），上海应按二级标准来衡量，PM2.5浓度年日均值限值为0.035毫克/立方米，这五年间上海的PM2.5浓度年日均值都超标，给市民的健康造成了较大负面影响。表12007～2011年上海市环境空气中PM2.5监测结果近年来，上海PM2.5的主要来源发生了变化。最初，上海的PM2.5主要来自于燃煤。在宝钢等工业企业强化脱硫工作后，来自燃煤的PM2.5减少；但上海的PM2.5浓度并没有出现明显下降，这是因为来自机动车尾气排放的PM2.5明显增加。[5]此外，在每年6月、10月、11月农村秸秆燃烧高峰期，上海大气中的PM2.5浓度也会有显著上升。[6]如果较高的PM2.5浓度遇到较高的相对湿度，颗粒物就会吸湿增长，很容易导致灰霾天气。为了更好地接受公众监督、保障公众知情权，从2012年6月27日开始，上海市PM2.5监测数据试点发布点位从先前的2个国控点扩大至经环境保护部认定的10个国控点，同时通过上海市环境监测中心网站和上海市环保局政务微博“上海环境”等渠道发布各国控点及全市平均的最近小时PM2.5浓度值、最近24小时浓度均值和最近24小时浓度变化趋势图等信息。在PM2.5数据发布的过程中，出现了上海官方发布数据和其他机构（如美国驻沪总领事馆）发布数据不一致的情况，引起公众的疑虑。这固然是由于监测、分析方法不一致等合理原因引起的，但是当前环境保护中的公众参与不足、政府与公众之间的沟通不够也造成了一些不必要的误解，建议通过提高环保公众参与和有关部门运作透明化水平，来解决此类问题。（二）挥发性有机物（VOC）挥发性有机物是一种危害性较大的污染物，轻则刺激眼睛、皮肤和呼吸道，引发头痛、咽痛、恶心、乏力等，重则损伤肝脏、肾脏、大脑、神经系统，引发抽搐、昏迷、记忆力减退，以及致癌、致畸、致突变、致白血病。[7]由于化工生产和汽车尾气排放等原因，近年来挥发性有机物在上海已经成为一个不得不重视的问题。2011年，上海市挥发性有机物年排放总量为59.2万吨，其中来自工业源的年排放总量为39.4万吨，分担率超过66.6%，主要来自石油化工、钢铁、工业涂装、家具制造、包装印刷等行业；来自机动车、船舶等移动源的年排放总量为10.0万吨，分担率为16.9%；来自民用类建筑涂料、民用燃烧、秸秆燃烧、成品油储运、干洗等面源的年排放总量为9.7万吨，分担率为16.4%，挥发性有机物面源排放中又以成品油储运为主。[8]（三）臭氧大气中浓度超标的臭氧会给人体带来严重损害：刺激呼吸道，导致咽喉肿痛、胸闷咳嗽、支气管炎和肺气肿等；造成神经中毒，引发头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；破坏皮肤中的维生素E，致使皮肤起皱、出现黑斑；破坏免疫机能，加速衰老、致癌、致畸，诱发淋巴细胞瘤和心血管疾病。臭氧也是光化学烟雾的主要成分之一。汽车增多和化工等工业排放会给上海带来更多的臭氧污染，汽车尾气中的氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机物等和化工等生产过程产生的碳氢化合物等，都会在一定条件下转化为臭氧。2011年，上海市静安七一中学、浦东六里、滨海、青浦淀山湖等监测点位的臭氧年超标小时数、年超标小时比例、浓度年均值如表2所示。2011年，上海市臭氧浓度区域分布总体呈东部和南部地区高于其他区域的特征，高值区主要集中在崇明县、金山区和浦东新区个别点位。表22011年上海市环境空气中臭氧监测结果（四）恶臭因为城市扩张和化工企业增加等原因，恶臭问题在上海已引起广泛关注。在上海，恶臭的来源主要有两个：一是污水处理厂和垃圾处置设施。在不少污水处理厂和垃圾处置设施初建时，离周边居民区尚远；但是，随着城市扩张，许多新小区建成后出现此类设施和小区距离过近的问题，居民经常闻到恶臭，严重影响生活质量。二是化工企业。许多化工生产过程，如PVC塑胶产品生产、炼油液化气脱硫醇、乙烯生产的废碱液处理、炼油污水处理、聚醚污水处理等都会产生恶臭，给周边居民生活带来较大影响，这一问题在金山、高桥等化工企业聚集的区域尤为突出。如果此类企业发生事故，造成恶臭气体泄漏，带来的影响就会更加恶劣。如2011年3月20日，高桥石化发生阀门内漏事故，造成在厂界处硫化氢气体超标8倍以上，气体弥散之处，浦东、杨浦、徐汇、虹口、卢湾、静安、长宁、闵行等多个区的居民都深受恶臭困扰。三减少上海大气环境风险的对策建议根据上文分析，上海大气环境风险主要来自5个方面：以煤为主的能源结构未发生根本改变，燃煤是构成PM2.5等污染物的主要来源之一；机动车数量增加造成大量PM2.5、挥发性有机物、臭氧等污染物排放；化工生产规模扩张带来大量挥发性有机物、臭氧、恶臭等污染；由于城市扩张，原先离居民区较远的污水处理厂、垃圾处置设施等离新建小区过近；长三角或华东其他地方的大气污染物对上海造成影响。对此，建议从以下5个方面入手采取措施减少上海面临的大气环境风险。（一）推进能源结构清洁化并减少燃煤过程中的污染上海一方面要加快推进能源结构的清洁化，一方面要加强燃煤设施（如电厂、钢铁厂锅炉）的脱硝、除尘等工作。在《上海市环境保护和生态建设“十二五”规划》中，上海市政府已经提出要严控煤炭消费总量，使之基本实现零增长，在一次能源中的比重下降到40%左右。加快建设天然气主干管网和输配管网系统，实现全市天然气管道化。建议在此基础上，借助即将出台的碳交易政策和更有力的新能源需求促进政策，促进用能单位（尤其是电厂、钢铁厂等用能大户）更多使用清洁能源，这既能实现政策之间的协同，也能实现二氧化碳、PM2.5、氮氧化物等不同污染物减排之间的协同。应当说上海电厂、钢铁厂等的脱硫工作已经卓有成效，建议在此基础上进一步强化电厂、钢铁厂和20蒸吨/小时以上燃煤（重油）工业锅炉及炉窑的脱硝、除尘改造，在有条件的地方，应将原先使用此类锅炉或炉窑的单位接入天然气管网，实现清洁能源替代。（二）严控来自机动车尾气的污染借助加快淘汰黄标车（国Ⅰ以下汽油车和国Ⅲ以下柴油车）、提高公交出行便利性和对私家车限制使用等措施，严控来自机动车尾气的污染。在《上海市2012年～2014年环境保护和建设三年行动计划》中，上海市政府提出在2014年年底前，要淘汰15万辆黄标车，全部淘汰财政拨款的黄标车，优先淘汰6万辆2005年以前注册运营的黄标车，并适时扩大黄标车限行范围。建议在此基础上出台对私人淘汰黄标车的补贴政策，加快淘汰进程，确保“十二五”期间淘汰20万辆黄标车的目标实现。在建设更多轨道交通基础上，布局更加密集的公交车网络，使轨道交通与公交车之间、公交车与公交车之间的接驳更加便利，从而减少公众对私人交通的依赖。采取更多措施限制私家车使用，包括减少私家车牌照投放，尽快实施机动车国Ⅴ排放标准，并选择内环内或这一范围内的某一区域试点征收“拥挤费”。（三）加强对化工行业大气污染的重点控制加强对化工行业（广义地说，还包括石化行业）大气污染的重点控制，以减少挥发性有机物、臭氧、恶臭、氮氧化物等污染。对于新化工企业或项目，提高准入标准，杜绝技术水平不高、污染较重的化工产能增加；尤其是在靠近外环内、郊区新城、大型居住区、虹桥商务区及其拓展区的地方，要实现化工产能零增长，在条件成熟时逐步将那里的化工产能向更远的地方甚至市外转移。对于现有的化工生产设施，上海市、区县环保局督责相关企业（尤其是上海石化、高桥石化、上海赛科、华谊集团等重点企业