3 二次污染防治与蓝天保卫战-张远航

1、张远航北京大学环境科学与工程学院第二届钢铁行业烟气超低排放控制技术研讨会北京，2018-9-161.二次污染问题的提出2.二次污染研究的进展3.大气专项与蓝天保卫战国家大气污染防治行动计划“大气十条” 空气质量目标 政府-企业-公众的共同行动 监测预警体系 区域联防联控 法律法规体系 市场经济机制 技术改造升级 多污染物综合控制多手段协同控制 空间布局优化 能源结构调整 产业结构优化 一次污染逐步改善，二次污染日益严峻2013年 74 城市PM2.5NO2O3恶化明显改善缓慢改善PM2.5NO2O32017年338城市中国工程院评估报告，2018三大城市群区域PM2.5浓度显著下降2017年，

2、北京PM2.5低于60 ug/m32015年，珠三角PM2.5区域平均连续三年稳定达标中国工程院评估报告，2018中国与欧美日大气O3污染的对比Annual 8h meanThe 4thlargest 8h avg.Lu X. et al., ESTL，2018大气污染格局正在发生深刻变化PM2.5浓度下降、二次成分比例上升 二次成分 一次成分珠三角二次污染已成为空气质量改善的焦点SOC与O3正相关重点区域PM2.5和O3的污染特征270%2017年长三角和珠三角的O3率已超过了PM2.5，PM2.5和O3协同控制已成为持续改善空气质量的重点大气污染形成的主要过程及因素迁移转化SO2NOx颗粒

3、物VOCs其它臭氧（O3）OH自由基二次细粒子大气氧化性？面临区域二次细粒子和臭氧污染的双重压力实现一次污染物排放总量和浓度的双下降一次排放二次生成全国大气污染物排放总量迅速下降2013至2017年，全国二氧化硫、氮氧化物和一次细颗粒物排放分别下降了1493万吨，561万吨和408万吨，降幅分别达到59%、20%和29%，是历史上排放量下降最快的时期。中国工程院评估报告，20182013-2017年全国VOC及NH3排放变化情况分析VOCsNH3大气十条措施针对VOCs排放控制的覆盖面不够，缺乏针对NH3排放控制的具体措施。2013-2017年间全国VOCs和NH3排放量基本稳定。中国工程院评

4、估报告，20181.二次污染问题的提出2.二次污染研究的进展3.大气专项与蓝天保卫战大气氧化性是二次污染形成的核心驱动力HOx自由基循环是大气氧化的动力和推进器二次污染物hv臭氧NO2NOSO2NOx NH3硫酸盐硝酸盐铵盐OHHO2二次有机气溶胶挥发性有机物是导致大气氧化能力增强的“燃料”VOCsOVOCs HOx自由基的演变规律 O3与前体物（VOCs和NOx）的关系 大气氧化性与二次污染防治珠三角北京珠三角北京珠三角、北京、长三角、成渝北京兰州长三角1974-19841982-19971994-19972000-20022004-20102010-华北望都综合观测实验HOxO3国内外观测

5、实验的大气OH自由基峰值浓度发现珠三角OH 自由基浓度是全球已有观测的最高值， 证实我国复合污染的强氧化伦敦巴黎柏林广州河北望都北京东京洛杉机博尔德墨西哥城佩尔斯顿纽约亚马逊性特征。柏林伦敦佩尔斯顿巴黎北京博尔德纽约东京Lu, K. D. and Zhang, Y. H.*, (2010). Prog ChemLu, K. D., , Zhang, Y. H.* , Hofzumahaus, A.* , (2012， 2014). Atmos Chem Phys洛杉机广州墨西哥城亚马逊15发现了大气OH自由基再生循环新机制广州后花园5 个中国实验+ 6 个国外实验测量经典理论+ X经典理论G,

6、 TokyoH, New YorkI, US ponderosa pine forest J, Baoding (Wangdu)K, HeshanL, Beijing (Huairou)A, Amazonia forest B, BorneoC, US deciduous forestD, Guangzhou Backgarden E, Beijing (Yufa)F1, Mexico City in 2003; F2, Mexico City in 2006Hofzumahaus, A., Rohrer,F.*, Lu, K.D.,Rohrer, F.*,#, Lu, K.D.#, Zhan

7、g, Y. H.*, Wahner, A. (2014). Nature GeoscienceWahner, A., Zhang, Y. H.* (2009). Science区域二次污染防治与大气氧化性调控O3O3生成速率ppb/h二次污染传统理论二次污染新机制二次污染生成速率，ppb/h建立区域VOCs和NOx协同减排的科学策略强化VOCs是近期空气质量改善的有效途径重点城市群区域大气O3敏感性分析VOCs增加排放30%臭氧生成：城近郊区：VOCs控制， 远郊乡村：NOx控制城市群：多属于VOCs控制 NOxVOC京津冀NOxVOC长三角珠NOxVOC三角国际大气O3污染防控的成功经验洛杉

8、矶RVOC / RNO2下降7.5倍O3少有超警报标准的现象德国O3-2.80.2% yr-1NOx-2.60.3% yr-1CO-5.70.3% yr-1VOCs-7.30.7% yr-1珠三角和成都市2017年O3污染防控的实践珠三角臭氧污染防治专项行动模拟所得督查行动实施相比不实施控制可降低O3小时值14%成都市夏季臭氧污染防控计划月均O3浓度下降18%，污染天数明显减少。对中心城区O3_8h 平均削减达6%。不采取控制措施方案控制措施1.二次污染问题的提出2.二次污染研究的进展3.大气专项与蓝天保卫战空气质量持续改善的科技需求：防治重点：从应对雾霾天气转向PM2.5和臭氧的协同防控减排

9、途径：从末端控制为主转向全过程控制的深度净化管理决策：从总量减排为主转向多目标约束的目标管理技术装备：从松散技术合作转向全创新链条的深度融合构建基础研究-技术研发-应用示范贯通的创新链大气重点专项的问题链、创新链与任务链的布局贯穿现状评估、来源成因、污染控制、管理决策全过程打赢蓝天保卫战三年行动计划指导思想：坚持新发展理念，坚持全民共治、源头防治、标本兼治， 综合运用经济、法律、技术和必要的行政手段，大力调整优化四大结构（产业结构、能源结构、运输结构和用地结构），强化区域联防联控，狠抓秋冬季污染治理，坚决打赢蓝天保卫战。目标指标：（2020年比2015年）PM2.5未达标地级以上城市浓度下降1

10、8%，地级及以上城市空气质量优良天数比率达到80%，重度以上污染天数下降25%；提前完成“十三五”目标任务的省份，要保持和巩固改善成果；北京空气质量改善目标应在“十三五”目标基础上进一步提高。蓝天保卫战的框架（三十九条）框架构成环境领域重点任务四大结构四大行动重污染应大气专项和攻关项目基本覆盖监测监控网络、科技基础支撑、 环境、环保督察优化产业结构、“散乱污” 整治、工业污染治理 燃煤锅炉整治 淘汰老旧车辆、移动源防治（道路、非道路、船舶）、 秸秆综合利用、氨排放控制 秋冬季攻坚、柴油车治理、工业炉窑治理、VOCs专项整治健全法律法规体系 明确落实各方责任 加强基础能力建设 强化区域联防联控

11、实施重大专项行动 调整优化产业结构加快调整能源结构积极调整运输结构 优化调整用地结构 研究主题：雾霾和光化学烟雾形成机制主要任务任务分解有机物降解转化机制及环境效应细颗粒物爆发增长机制与调控原理 大气氧化能力与空气质量的调控原理重污染累积与天气过程的双向反馈影响区域排放与沉降响应的关键过程污染输送多时空尺度的相互作用污染演变与气象过程相互作用雾霾与光化学烟雾特征及成因掌握典型区域大气条件下大气二次污染演变特征和形成机制，阐明大气污染和气象因素的交互影响及其与区域大气环境容量的关系，找准大气PM2.5爆发性增长的主控因子，为确定污染减排与空气质量改善之间的响应关系提供理论基础。研究主题：污染源全

12、过程控制技术主要任务任务分解电站和工业锅炉超低排放汽油车清洁排放集成技术居民燃煤和城市扬尘柴油机PM与NOx协同净化油烟高效分离与烟气净化钢铁和建材行业烟气全过程多污染物协同控制替代燃料车与摩托车农畜牧业NH 排放控制3船舶、工程与农用机械挥发性有机物控制及替代面源综合控制技术移动源排放控制技术重点工业源控制技术提升燃煤、炉窑等工业源多污染物高效治理技术水平，形成典型行业全过程污染控制清洁技术工艺，突破满足国六标准的机动车排放净化技术，形成扬尘等面源污染排放控制技术方案，推动先进技术的转化应用，实现技术和管理进步对大气污染减排能力的贡献率提升20%。研究主题：大气污染联防联控技术示范主要任务任

13、务分解在线源解析集成技术污染防治技术筛选与评估联防联控技术示范区动态调控与多目标决策大气环保产业链优化布局工业园全过程控制示范区机动车控制与绿色交通先进适用技术的转化推广区域污染整体技术方案重点地区联防联控技术集成与示范污染防治先进技术评估与示范污染源解析与空气质量调控技术统筹监测预警-源头治理-监督监管等技术集成应用，建立适合不同区域的经济发展-污染源调控-空气质量改善相结合的大气污染防治技术方案，在重点区域建成大气污染联防联控技术示范区，加快大气污染防治先进技术转化应用，显著提升我国大气污染综合防治的科技水平和国际竞争力。珠三角空气质量改善路线图：指导思想以生态文明建设和绿色发展为指导，以

14、空气质量分阶段改善目标为约束，以PM2.5和臭氧同步治理为重点，采用多污染物协同的控制战略和区域联防联控的技术路线，推行源头减排-末端控制- 区域调控等全过程的精细化管理，探索“共识、共治、共赢”的区域大气污染联防联控机制创新，为粤保障。大湾区优质生活圈的空气质量提供有效珠三角空气质量改善路线图：分阶段目标 内在动力：粤大湾区建设将极大释放能源结构和产业结构调整在污染减排中的潜力； 外部条件：在打赢蓝天保卫战的战略部署下，全国污染减排力度在未来三年乃至2030年是空前的； 科技支撑：多污染物协同控制和区域联防联控策略，已经建立的业务化科技平台和即将实施的大气专项。空气质量分阶段目标2020：P

15、M2.5年均浓度不超过30 g/m3，臭氧浓度进入下降通道。2025：率先实现WHO-II（25 g/m3），臭氧浓度持续降低。各情景下PM2.5年均值的变化，ug/m3 2020年：协同控制方案，区域外削减10%， 则区域PM2.5将达到29 g/m3左右，气象条件如波动不大，则基本保障30 g/m3。 2025年：只有在周边地区污染减排20%的情景下， 区域平均PM2.5可降至25g/m3 以下，深圳、惠州和珠海PM2.5可降至20g/m3左右。城市2015基准20202025规划强化协同跨区域规划强化协同跨区域广州市38.636.834.53332.234.133.132.927.4深圳

16、市29.82927.82725.627.627.126.921.3珠海市30.93028.627.726.427.727.727.521.9东莞市36.435.533.53231.232.931.931.726.2佛山市39.438.436.435.333.935.335.134.929.4中山市3230.929.228.22728.52827.822.2惠州市27.326.725.62523.525.5252519.4江门市34.532.830.529.328.43028.928.723.1肇庆市38.63835.534.832.935.334.534.428.9珠三角34.433.331.

17、530.529.23130.430.324.8各情景下臭氧天数及浓度分布的变化2020常规2025协同2025跨区域 选择O3污染严重的秋季在2020和2025年的协同控制 方 案 中 ， VOCs/NOx的比例接近2:1 ， O 3 浓度和 日数都有所下降。 跨区域联防联控效果更佳2015基准20202025规划强化协同跨区规划强化协同跨区天数广州122111111深圳444334422珠海1112108810874东莞887447642佛山333333332中山777656663惠州000000000江门443333211肇庆555555442珠三角333223222空气质量目标约束下的污染减排情景必须突破常规减排技术路线的制约，以空气质量改善目标为约束，引导区域能源结构、产业结构和交通结构的优化调整和科学布局，实现源头减排-末端控制-区域调控等全过程的精细化管理。新增减排量特别是一次PM2.5减排应作为区域能源结构、产业结构和交通结构优化调整的目标和任务。SO2NOxCOPM10PM2.5BCOCVOCsNH3协同情景 -39.7%-34.4%-15.5