氣候協(xié)同的區(qū)域空氣質(zhì)量精細(xì)化調(diào)控戰(zhàn)略研究

一、前言“十三五”時(shí)期，我國(guó)以細(xì)顆粒物（PM2.5）為特征污染物的大氣環(huán)境問題明顯改善，但區(qū)域性臭氧（O3）污染問題凸顯，污染程度、范圍、持續(xù)時(shí)間均呈擴(kuò)大趨勢(shì)。以PM2.5為重心的控制策略，對(duì)于O3污染防控而言存在短板，因而大氣污染精準(zhǔn)防治面臨瓶頸，空氣質(zhì)量持續(xù)改善難度有所增大。全球氣候變暖對(duì)氣象過程產(chǎn)生的影響加大了區(qū)域重污染的風(fēng)險(xiǎn)。例如，隨著全球變暖的加劇，東亞冬季風(fēng)減弱、東亞大槽變淺以及近地表大氣增暖較快，導(dǎo)致了中低層大氣更加穩(wěn)定、污染擴(kuò)散條件進(jìn)一步惡化。因此，厘清氣候、氣象與大氣污染的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)空氣質(zhì)量持續(xù)改善、開展氣候適宜的區(qū)域空氣質(zhì)量精細(xì)化調(diào)控至關(guān)重要。在我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)提出后，應(yīng)對(duì)氣候變化上升為國(guó)家戰(zhàn)略。當(dāng)前，我國(guó)處于工業(yè)化、城市化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期，偏重化石燃料的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式帶來的高能源消耗，使得我國(guó)在全球氣候變化背景下面臨著極大的碳減排壓力。大氣污染物與溫室氣體排放具有同源性，實(shí)現(xiàn)碳中和與改善空氣質(zhì)量根本目標(biāo)是一致的。近期大氣污染防控和長(zhǎng)期氣候變化應(yīng)對(duì)相結(jié)合，氣候目標(biāo)與環(huán)境改善目標(biāo)相結(jié)合，構(gòu)建未來氣候背景下的多污染物協(xié)同減排路徑，有助于積極應(yīng)對(duì)大氣污染和氣候變化問題，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。本文針對(duì)氣候變化條件下區(qū)域空氣質(zhì)量精細(xì)化調(diào)控的重大需求，客觀分析區(qū)域大氣污染演變規(guī)律、多污染物相互作用機(jī)制、污染防治策略與控制技術(shù)成效，闡明PM2.5、O3和氣候變化的耦合機(jī)制，評(píng)估氣候變化應(yīng)對(duì)與大氣污染防治的雙向影響；提出區(qū)域空氣質(zhì)量調(diào)控路線圖與跨學(xué)科、跨行業(yè)精細(xì)化治理體系，以期為國(guó)家中長(zhǎng)期大氣污染防治政策制定、大氣污染防治發(fā)展方向等研究提供參考和啟發(fā)。二、區(qū)域大氣PM2.5和O3污染成因與控制策略（一）PM2.5和O3污染特征及相關(guān)性

1.PM2.5和O3污染的總體態(tài)勢(shì)

從2015年到2020年，全國(guó)PM2.5年均濃度由50μg/m3下降至33μg/m3。PM2.5濃度大幅下降的同時(shí)，化學(xué)組分也發(fā)生了顯著變化，無機(jī)鹽和二次有機(jī)物等二次組分在PM2.5中占比不斷增加，并且由“硫酸鹽?有機(jī)物”轉(zhuǎn)向“硝酸鹽?有機(jī)物”為主導(dǎo)，凸顯了氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化對(duì)PM2.5的顯著影響。同時(shí)，全國(guó)O3污染程度總體呈上升趨勢(shì)，發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間大范圍污染過程的頻率也在增加。從全球尺度看，我國(guó)近年來地面O3濃度水平高于世界其他地區(qū)，且增長(zhǎng)速度快。與2015年相比，2017—2020年各月O3超標(biāo)天數(shù)增幅均十分顯著，其中升幅最大的出現(xiàn)在夏秋季。目前，夏季O3污染已成為我國(guó)深化大氣污染治理的難題。2.PM2.5與O3污染的時(shí)空差異與關(guān)聯(lián)全國(guó)PM2.5和O3濃度高值區(qū)具有較好的空間一致性，但發(fā)生的季節(jié)存在差異。在京津冀、蘇皖魯豫地區(qū)，PM2.5濃度高值出現(xiàn)在冬季，夏季在同一區(qū)域也出現(xiàn)O3濃度高值。說明了PM2.5和O3污染的空間一致性和同源性以及季節(jié)的差異性。PM2.5與O3濃度的相關(guān)性呈明顯的南北差異和季節(jié)性差異。PM2.5和O3在長(zhǎng)江以南（北緯25°以南）以正相關(guān)為主，長(zhǎng)江以北以負(fù)相關(guān)為主，部分地區(qū)也存在不相關(guān)；夏季相關(guān)性顯著高于冬季。NO2被認(rèn)為是O3的潛在存在，通常用O3+NO2作為大氣總氧化劑Ox來近似表征大氣氧化能力。與O3相比，Ox與PM2.5之間的相關(guān)性更好，且沒有顯著的季節(jié)變化和空間差異，受污染程度影響不大，印證了大氣氧化性是O3和PM2.5污染的決定性因素。（二）PM2.5和O3污染成因及耦合機(jī)制近些年，我國(guó)大氣污染特征發(fā)生明顯改變：NO2/SO2比值、O3/PM2.5超標(biāo)率比值、二次成分/PM2.5比值不斷升高，高濃度O3和二次細(xì)顆粒物已經(jīng)成為導(dǎo)致我國(guó)大氣污染的核心污染物。同時(shí)，一次污染物NOx、VOCs以及NH3等濃度仍居高位，多種污染物相互作用，多種污染類型疊加，多種過程相互耦合，多尺度污染相互影響，我國(guó)大氣復(fù)合污染特征更為突出。因此，厘清大氣氧化性的內(nèi)涵、O3及二次細(xì)顆粒物的生成機(jī)制和主控因子，成為開展空氣質(zhì)量精準(zhǔn)調(diào)控的關(guān)鍵。1.大氣氧化性的科學(xué)內(nèi)涵在大氣中，低氧化態(tài)物質(zhì)通過各種過程逐步變?yōu)楦哐趸瘧B(tài)，然后被地氣交換過程清除。這種屬性通常稱為大氣氧化性或大氣自凈能力，表現(xiàn)為自由基（OH、NO3、Cl等）和O3等氧化還原性物質(zhì)的能力，主要用自由基濃度、OH去除速率和污染物去除速率來表征。大氣氧化性不僅與大氣氧化劑濃度水平有關(guān)，更與污染物的活性水平有關(guān)，包括氣相氧化、液相和非均相反應(yīng)氧化過程。在我國(guó)復(fù)合污染大氣條件下，無論在夏季還是冬季，均存在大氣強(qiáng)氧化性，但表現(xiàn)特征存在顯著的季節(jié)差異。在夏季，HONO、O3等光解的高強(qiáng)度自由基初級(jí)來源和自由基快速光化學(xué)循環(huán)放大能力共同維持了夏季大氣強(qiáng)氧化性，在冬季則是自由基快速去除速率和污染物復(fù)雜多相反應(yīng)共同維持了冬季污染過程中大氣的強(qiáng)氧化性。目前，已清楚地認(rèn)識(shí)到大氣氧化性的重要作用，但對(duì)大氣氧化性科學(xué)內(nèi)涵和定量表征的研究還十分薄弱，需選擇典型區(qū)域開展更加深入全面的研究。2.大氣氧化性驅(qū)動(dòng)的O3和二次細(xì)顆粒物污染光化學(xué)煙霧形成機(jī)制的基本原理已成為科學(xué)共識(shí)。NO2在太陽紫外光照射下光解生成O3，在OH-HO2自由基循環(huán)和NO2-NO循環(huán)的相互作用下，O3不斷被累積，并將SO2、NO2和VOCs氧化，生成硫酸、硝酸和羰基化合物，隨后生成二次細(xì)顆粒物。在此雙循環(huán)相互作用中，HOx自由基循環(huán)是大氣氧化性的“動(dòng)力和推進(jìn)器”、NOx是“催化劑”、VOCs是導(dǎo)致大氣氧化能力增強(qiáng)的“燃料”，促使O3和二次細(xì)顆粒物同時(shí)生成。由此可見，O3和二次細(xì)顆粒物同根同源，也說明了二次污染特別是O3與NOx和VOCs的非線性。近些年，在一些典型區(qū)域的研究中，發(fā)現(xiàn)鹵素自由基化學(xué)和RO2氫轉(zhuǎn)移化學(xué)都能一定程度提升O3的生成速率，并可以完善模型對(duì)O3濃度的模擬。通過梳理現(xiàn)有的二次細(xì)顆粒物生成的微觀化學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)氣相光化學(xué)過程導(dǎo)致了夏秋季節(jié)嚴(yán)重的光化學(xué)煙霧污染；在冬季重霾污染期間，盡管影響二次細(xì)顆粒物污染成因的化學(xué)機(jī)制尚未完全明晰，涉及到復(fù)雜氣相反應(yīng)和多相反應(yīng)過程，但無論是哪種氧化機(jī)制，影響二次細(xì)顆粒物生成的主要氧化劑包括OH、NO3、H2O2、O3以及NO2等基本都來自氣相氧化過程。綜合考慮O3和二次細(xì)顆粒物生成機(jī)制，如圖1所示，源自于氣相化學(xué)過程的氧化劑推動(dòng)了二次細(xì)顆粒物和O3的生成。由此可見，PM2.5和O3看似是兩個(gè)獨(dú)立的污染問題，實(shí)則是大氣氧化性驅(qū)動(dòng)的光化學(xué)污染的兩種表現(xiàn)形式，具有同根同源性。以自由基為核心的大氣氧化性源自NOx和VOCs等多污染物在大氣中的復(fù)雜氣相光化學(xué)反應(yīng)和多相反應(yīng)過程，是二次細(xì)顆粒物和O3形成的核心驅(qū)動(dòng)力。圖1大氣氧化性，驅(qū)動(dòng)二次污染生成注：SOA和SNA分別為二次有機(jī)氣溶膠和二次無機(jī)組分（硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽）。3.基于大氣氧化性的多污染物協(xié)同控制開展基于大氣氧化性的多污染物防治策略主要是通過NOx和VOCs等關(guān)鍵前體物非線性協(xié)同減排來實(shí)現(xiàn)，這是開展O3和PM2.5協(xié)同控制、實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量持續(xù)改善的關(guān)鍵。開展基于大氣氧化性調(diào)控的O3和PM2.5污染防治策略，其本質(zhì)是要基于二次污染成因的科學(xué)認(rèn)知通過多種污染物的協(xié)同減排有效降低驅(qū)動(dòng)二次污染產(chǎn)生的大氣氧化速率。因此，持續(xù)開展多種一次污染物的協(xié)同減排進(jìn)而降低大氣氧化速率是十分必要和關(guān)鍵的。對(duì)大氣氧化性的調(diào)節(jié)，一方面，需要持續(xù)降低多類型一次污染物的排放；另一方面，需要制定VOCs和NOx協(xié)同減排的科學(xué)策略。由于二次污染物與NOx和VOCs具有非線性關(guān)系，短期內(nèi)單一降低NOx濃度和排放可能無法達(dá)到有效減緩二次污染的效果，甚至可能導(dǎo)致O3污染不降反升；單獨(dú)減排VOCs，可以實(shí)現(xiàn)O3污染逐步降低，并有助于二次有機(jī)氣溶膠的控制，但VOCs排放源復(fù)雜，難以快速和有效減排。因此，制定VOCs、NOx非線性協(xié)同減排科學(xué)策略，并與一次污染物（煙塵、揚(yáng)塵、NH3等）的無悔減排相結(jié)合，形成基于大氣氧化性的多污染物協(xié)同控制策略，可以使一次污染物和大氣氧化劑協(xié)同下降，從而使得二次污染產(chǎn)生速率和污染潛勢(shì)的削減事半功倍，實(shí)現(xiàn)PM2.5和O3同步下降的空氣質(zhì)量改善目標(biāo)。（三）PM2.5和O3污染協(xié)同控制策略與區(qū)域?qū)嵺`目前，我國(guó)PM2.5中一次源仍占一定比例，二次細(xì)顆粒物生成機(jī)制比較復(fù)雜且與前體物的非線性關(guān)系尚不十分清楚，當(dāng)前控制策略主要是對(duì)一次污染的多污染物深度減排，并注重NOx和VOCs協(xié)同減排，以有效遏制二次細(xì)顆粒物的生成。O3與前體物的非線性關(guān)系與污染過程有關(guān)，其不同尺度（全國(guó)、區(qū)域、城市）的分布特征也有差異，全國(guó)O3污染總體與NOx密切相關(guān)，東部區(qū)域O3可能受NOx和VOCs協(xié)同影響，城市O3污染主要處于VOCs控制區(qū)。因此，針對(duì)O3污染的多污染物協(xié)同防治總體策略是全國(guó)實(shí)施O3目標(biāo)約束的多污染物總量控制、重點(diǎn)減排NOx；區(qū)域和城市近期要強(qiáng)化VOCs減排兼顧NOx，中長(zhǎng)期要推進(jìn)NOx深度減排；在區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控層面，推動(dòng)區(qū)域一體化和城市差異化控制方案的無縫銜接，在城市層面，踐行區(qū)域視野城市行動(dòng)的科學(xué)減排和精準(zhǔn)治理。從發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)大氣污染防治歷程看，歐美等國(guó)家和地區(qū)實(shí)施多污染物達(dá)標(biāo)為導(dǎo)向的污染控制策略，執(zhí)行實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的多目標(biāo)評(píng)價(jià)考核體系，實(shí)現(xiàn)了大氣污染物排放和環(huán)境濃度整體上實(shí)現(xiàn)同步下降。通過梳理我國(guó)幾大重點(diǎn)區(qū)域，包括京津冀及其周邊、長(zhǎng)三角、珠三角和成渝地區(qū)等近些年開展的污染防治策略和成效，可以發(fā)現(xiàn)，這些重點(diǎn)區(qū)域已經(jīng)開展了以多污染物協(xié)同減排為主線的大氣污染防治總體策略，也充分考慮臭氧污染生成機(jī)制的地域和季節(jié)性差異、區(qū)域外傳輸和區(qū)域內(nèi)各城市的相互影響，取得了PM2.5和O3污染的持續(xù)改善。實(shí)踐證明多污染物、多目標(biāo)協(xié)同控制策略是我國(guó)重點(diǎn)區(qū)域PM2.5和O3協(xié)同防控的有效方法。三、氣候變化與區(qū)域復(fù)合污染雙向影響與調(diào)控策略

（一）氣候變化與大氣污染趨勢(shì)的關(guān)系

1.全球變暖對(duì)大氣污染長(zhǎng)期變化的影響在全球變暖背景下，東亞冬季風(fēng)減弱、東亞大槽變淺以及近地表大氣增暖較快導(dǎo)致中低層大氣更加穩(wěn)定，導(dǎo)致污染擴(kuò)散條件惡化。將以全球變暖為特點(diǎn)的氣候變化的年代際和年際變化與局地PM2.5污染氣象狀況建立定量聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)全球變暖會(huì)導(dǎo)致不利氣象條件更容易出現(xiàn)。氣候年代際變暖對(duì)我國(guó)重點(diǎn)地區(qū)PM2.5污染長(zhǎng)期變化趨勢(shì)有影響，但沒有起到主導(dǎo)作用。以北京為例，從年代際變化趨勢(shì)上看，1960—2017年受氣候變暖影響的不利氣象條件（PLAM）轉(zhuǎn)差30%，而同期PM2.5增加約3.6倍，表明污染排放依然是主因。但從年際尺度看，與不利氣象條件密切相關(guān)的上下層溫差、北風(fēng)風(fēng)速等存在較大的年際震蕩，導(dǎo)致PLAM指數(shù)存在較大的年際波動(dòng)，說明不同年份單是氣象條件變化就會(huì)引起大氣污染顯著變化。2.氣象因素對(duì)大氣污染變化的影響中國(guó)不同地區(qū)大氣污染變化的主導(dǎo)氣象因子有所差別。例如，在中國(guó)東北、華北平原和四川盆地等重度污染區(qū)域，風(fēng)速和濕度對(duì)PM2.5濃度的變化有很大影響。在長(zhǎng)三角和珠三角，除了風(fēng)速和濕度外，降水是另一個(gè)主導(dǎo)的氣象因素。不同時(shí)段氣象因子對(duì)大氣污染變化的貢獻(xiàn)也有所差別?；赑LAM指數(shù)的變化分析發(fā)現(xiàn)，2013—2017年，在京津冀和長(zhǎng)三角PM2.5濃度的下降中約有13%和20%是由氣象因素造成。氣象條件變化對(duì)近年臭氧污染增加影響顯著。多元線性回歸方程的分析表明，從2013—2020年北京地區(qū)O3濃度增加了9.6%，其中氣象變化使臭氧增加了18%，減排措施使其減少了8.4%。上海、西安、武漢、成都、廣州、長(zhǎng)春等地結(jié)果的分析均表明，氣象變化主導(dǎo)了O3濃度的長(zhǎng)期變化，而污染物排放變化的影響相對(duì)較弱。

（二）氣象條件與大氣污染相互作用機(jī)制氣象條件與大氣污染之間存在“雙向反饋效應(yīng)”。在排放可視為基本不變時(shí)段，例如一年的冬季，PM2.5污染的出現(xiàn)是源于出現(xiàn)了以區(qū)域氣團(tuán)穩(wěn)定和水汽凝結(jié)率高為特征的不利氣象條件，表現(xiàn)在邊界層高度通常下降到平時(shí)的約60%，PM2.5水平和垂直方向的擴(kuò)散被抑制，濃度不斷攀升。當(dāng)PM2.5濃度超過一定閾值后，PM2.5污染會(huì)進(jìn)一步加劇惡化邊界層氣象條件，使邊界層高度進(jìn)一步下降，從而使PM2.5濃度在短時(shí)間至少增加一倍，觸發(fā)顯著的不利氣象條件和累積的顆粒物污染之間的“雙向反饋效應(yīng)”（見圖2）。圖2氣候年代際變暖對(duì)局地氣溶膠污染影響的概念圖通過深入分析我國(guó)不同霾區(qū)不利氣象條件與PM2.5污染累積的雙向反饋機(jī)制，發(fā)現(xiàn)累積的污染導(dǎo)致氣象條件轉(zhuǎn)差的反饋?zhàn)饔弥鲗?dǎo)了大多數(shù)PM2.5濃度爆發(fā)性增長(zhǎng)。一般情況下，污染越重的區(qū)域，雙向反饋越強(qiáng)。華北平原、關(guān)中平原及東北平原地區(qū)雙向反饋強(qiáng)度高于湖南、湖北、長(zhǎng)三角及珠三角地區(qū)。受累積的氣溶膠影響，污染物濃度越高降溫越顯著，越貼近地面降溫越顯著。在以上地區(qū)，氣象條件轉(zhuǎn)差的反饋?zhàn)饔媒忉屃死鄯e階段中PM2.5爆發(fā)性上升約60%~70%現(xiàn)象。值得注意的是前體物的高排放是造成大氣污染的根本原因，持續(xù)減排才能降低污染的程度并減小不利氣象反饋的頻率和強(qiáng)度。（三）空氣質(zhì)量改善對(duì)氣候變化的協(xié)同效應(yīng)結(jié)合MODIS和MISR衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)以及MERRA-2再分析數(shù)據(jù)的分析表明，自2006年開始中國(guó)東部平均的大氣氣溶膠光學(xué)厚度已呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，從而增加中國(guó)地表向下的太陽輻射通量?；谥袊?guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心均一化處理后的站點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析顯示，2006年左右中國(guó)地表太陽輻射趨勢(shì)發(fā)生年代際反轉(zhuǎn)，開始了一個(gè)上行的趨勢(shì)。2006—2019年，晴空條件下中國(guó)平均地表向下太陽輻射通量的趨勢(shì)達(dá)到+10W/m2/decade（超過99%的信度水平）。氣候模式的模擬結(jié)果也表明，2006—2014年中國(guó)人為氣溶膠排放減少導(dǎo)致中國(guó)東部年均有效輻射強(qiáng)迫增加0.7W/m2，特別是夏季平均的有效輻射強(qiáng)迫增加2.5W/m2，年均表面空氣溫度增加0.18℃。隨著溫室氣體強(qiáng)迫主導(dǎo)下的表面溫度持續(xù)升高，極端天氣氣候事件的發(fā)生將更頻繁、強(qiáng)度更強(qiáng)。未來大氣污染程度的下降會(huì)進(jìn)一步加劇溫室效應(yīng)導(dǎo)致的全球變暖，從而增加中國(guó)尤其是東部高污染區(qū)極端天氣氣候事件的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于不同的極端降水指數(shù)，未來人為氣溶膠減排造成的陸地平均極端降水隨全球平均表面增暖的增加率是溫室氣體強(qiáng)迫影響的2~4倍，尤其是像中國(guó)東部高污染區(qū)，氣溶膠強(qiáng)迫造成的極端降水的增加率可達(dá)到溫室氣體強(qiáng)迫影響的近十倍。在代表性濃度路徑RCP8.5（RepresentativeConcentrationPathway8.5）下，在2031—2050年（2081—2100年）氣溶膠排放減少引起的中國(guó)區(qū)域平均的不同極端溫度和極端降水指數(shù)的增加分別占總增加的23%（14%）和32%（30%）以上。四、區(qū)域空氣質(zhì)量調(diào)控路線圖與跨學(xué)科治理體系

（一）現(xiàn)行大氣污染防治策略成效評(píng)估與關(guān)鍵問題識(shí)別

1.現(xiàn)行大氣污染防治措施實(shí)施成效《藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡(jiǎn)稱《三年行動(dòng)計(jì)劃》）實(shí)施以來，我國(guó)主要大氣污染物排放總量進(jìn)一步下降，減排效果顯著。中國(guó)工程院組織開展的《三年行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施效果評(píng)估結(jié)果顯示，2020年全國(guó)SO2、NOx、一次PM2.5、VOCs和NH3排放量與2015年相比分別下降了55%、16%、32%、8%和13%，超額完成“十三五”大氣污染物減排約束性指標(biāo)。污染物減排使得全國(guó)、京津冀及周邊地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)和汾渭平原地區(qū)PM2.5平均濃度分別下降5.2μg/m3、10.4μg/m3、7.4μg/m3和11.5μg/m3。對(duì)全國(guó)PM2.5濃度下降貢獻(xiàn)最為顯著的措施包括農(nóng)村清潔取暖、非電行業(yè)治理和燃煤鍋爐整治。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和污染源結(jié)構(gòu)存在差異，各項(xiàng)措施在三大重點(diǎn)區(qū)域發(fā)揮的作用不同，在京津冀及周邊地區(qū)，對(duì)PM2.5平均濃度下降貢獻(xiàn)較大的前三項(xiàng)措施依次為農(nóng)村清潔取暖、非電行業(yè)治理和揚(yáng)塵綜合治理，在長(zhǎng)三角地區(qū)依次為非電行業(yè)治理、燃煤鍋爐整治和農(nóng)村清潔取暖。在汾渭平原地區(qū)依次為農(nóng)村清潔取暖、非電行業(yè)治理和揚(yáng)塵綜合治理。2.大氣污染防治關(guān)鍵問題識(shí)別2013年起《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《三年行動(dòng)計(jì)劃》的實(shí)施起到了倒逼發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的積極作用。梳理歸納“十三五”以來大氣污染防治措施實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)與薄弱環(huán)節(jié)，我國(guó)大氣污染防治仍面臨以下關(guān)鍵問題：①PM2.5和O3協(xié)同防控能力有待進(jìn)一步提升，2013年以來全國(guó)PM2.5空氣質(zhì)量整體呈改善趨勢(shì)，但臭氧污染呈上升趨勢(shì)；②大氣污染物排放控制存在薄弱環(huán)節(jié)，NOx、NH3下降乏力，VOCs控制推進(jìn)不力；③非重點(diǎn)區(qū)域大氣治理工作相對(duì)滯后，污染防治形勢(shì)嚴(yán)峻，蘇皖魯豫交界地區(qū)、湖南等非重點(diǎn)區(qū)域大氣治理工作稍顯滯后，污染程度居高不下；④大氣污染分時(shí)段防控重點(diǎn)不夠突出，尤其是夏季以臭氧為重點(diǎn)的大氣污染防控形式嚴(yán)峻；⑤結(jié)構(gòu)調(diào)整未取得根本性突破，協(xié)同控制溫室氣體與大氣污染物面臨挑戰(zhàn)，亟需通過結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)一步釋放大氣污染物協(xié)同削減潛力。（二）PM2.5和O3協(xié)同治理的空氣質(zhì)量精細(xì)化調(diào)控路線圖空氣質(zhì)量精細(xì)化調(diào)控路線圖設(shè)計(jì)首先需要定量PM2.5與O3協(xié)同治理對(duì)不同前體污染物、行業(yè)部門和區(qū)域排放的響應(yīng)關(guān)系，明確實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的減排需求?；诙辔廴疚锓蔷€性響應(yīng)模型對(duì)京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市的模擬表明，一次量PM2.5排放對(duì)PM2.5濃度貢獻(xiàn)最顯著，其次是NH3、NOx、VOCs排放，SO2排放的貢獻(xiàn)最小。對(duì)于O3，一次PM2.5、SO2、NH3排放變化對(duì)O3影響很小，而VOCs與NOx排放變化對(duì)O3的影響很大。從行業(yè)部門來看，工業(yè)、民用、農(nóng)業(yè)部門對(duì)PM2.5濃度貢獻(xiàn)最顯著，而工業(yè)和交通部門對(duì)O3濃度貢獻(xiàn)最大。分析“2+26”城市PM2.5與O3對(duì)區(qū)域排放的響應(yīng)發(fā)現(xiàn)，PM2.5以本地源排放為主，區(qū)域內(nèi)貢獻(xiàn)占比為52%~85%，區(qū)域外貢獻(xiàn)為11%~41%，背景濃度貢獻(xiàn)為4%~10%。而O3的背景濃度貢獻(xiàn)較大，占比44%~56%，區(qū)域外與區(qū)域內(nèi)均有一定貢獻(xiàn)，分別為10%~43%與0~40%。綜上所述，PM2.5與O3協(xié)同治理需構(gòu)建多污染物多介質(zhì)跨行業(yè)的精細(xì)化調(diào)控路線圖。如以“2+26”城市為例（見圖3），以2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰為約束，調(diào)整大氣污染物及排放相關(guān)行業(yè)的控制重點(diǎn)，以VOCs為重點(diǎn)，兼顧NOx減排，實(shí)施VOCs重大減排工程，強(qiáng)化鋼鐵、平板玻璃、水泥、電解鋁等非電行業(yè)和交通領(lǐng)域NOx治理，2017—2030年“2+26城市”NOx、SO2、NH3、VOCs和一次PM2.5將分別減排23%~37%、19%~37%、43%~55%、48%~67%和29%~43%。優(yōu)化能源、產(chǎn)業(yè)和交通結(jié)構(gòu)及控制能源消費(fèi)總量的以NOx為重點(diǎn)的減排政策對(duì)“2+26”城市PM2.5和O3空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)均有重要貢獻(xiàn)，PM2.5和O3濃度平均可降低約8μg/m3和12μg/m3，而盡早強(qiáng)化VOCs控制可以確保NOx減排對(duì)降低PM2.5和O3濃度的有效性。同時(shí)，夏季臭氧污染形勢(shì)嚴(yán)峻，由于夏季自然源VOCs排放較高，O3對(duì)VOCs的敏感性降低、對(duì)NOx的敏感性增加，在VOCs強(qiáng)化措施的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低區(qū)域NOx排放有利于降低O3峰值濃度。因此，NOx深度減排是實(shí)現(xiàn)京津冀及周邊“2+26”城市PM2.5和O3達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，而近期強(qiáng)化VOCs減排將帶來巨大的環(huán)境效益。同時(shí)，冬季應(yīng)強(qiáng)化VOC和NOx協(xié)同控制，夏季應(yīng)強(qiáng)化NOx減排。相較于末端措施，2030年后的結(jié)構(gòu)調(diào)整舉措的效果更明顯。圖3“2+26”城市的中短期空氣質(zhì)量精細(xì)化調(diào)控路線示意圖（三）雙碳目標(biāo)下中長(zhǎng)期PM2.5和O3協(xié)同治理雙碳目標(biāo)的提出為統(tǒng)籌大氣污染防治與溫室氣體減排指明了方向，為中長(zhǎng)期空氣質(zhì)量深度改善注入了全新動(dòng)能。情景分析結(jié)果表明，僅通過強(qiáng)化末端治理，全國(guó)PM2.5平均暴露水平在2030年下降至26.0μg/m3。在此基礎(chǔ)上通過加強(qiáng)源頭治理，重點(diǎn)推進(jìn)電力系統(tǒng)的可再生低碳轉(zhuǎn)型以及主要工業(yè)行業(yè)的產(chǎn)量達(dá)峰，在實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰的同時(shí)，全國(guó)主要污染物相較2020年可減少26%（NOx），一次PM2.5下降45%。全國(guó)的PM2.5平均暴露水平可從2020年的33μg/m3進(jìn)一步下降至24.7μg/m3，達(dá)到了世界衛(wèi)生組織年均PM2.5第二階段過渡目標(biāo)（25μg/m3），全國(guó)O3日最大8h第90百分位數(shù)濃度可從2020年的136μg/m3下降至121μg/m3。通過進(jìn)一步加速民用散煤替代、重工業(yè)行業(yè)與交通部門的終端電氣化進(jìn)程，在2025年實(shí)現(xiàn)提前達(dá)峰的同時(shí)，全國(guó)PM2.5平均暴露水平到2030年可進(jìn)一步降低至22.2μg/m3，相較2020年下降33.7%；對(duì)比2030年碳達(dá)峰額外實(shí)現(xiàn)了2.5μg/m3（10.1%）的PM2.5協(xié)同改善。2030年后，持續(xù)強(qiáng)化末端治理對(duì)污染改善的貢獻(xiàn)潛力大幅收窄，如不采取積極的低碳結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，2060年全國(guó)PM2.5平均暴露水平僅可下降至22.0μg/m3，較2030年的26.0μg/m3下降了15%，仍分別超出世界衛(wèi)生組織年均PM2.5第四階段過渡目標(biāo)（10μg/m3）和PM2.5PM2.5指導(dǎo)值（5μg/m3）的1.2倍和3.4倍。碳中和目標(biāo)下的深度低碳轉(zhuǎn)型將是中國(guó)實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量根本性好轉(zhuǎn)的關(guān)鍵動(dòng)力源泉。在碳中和目標(biāo)約束下，如推動(dòng)電力系統(tǒng)深度低碳結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，民用燃煤在21世紀(jì)中葉全部退出，工業(yè)化石能源消費(fèi)占比大幅下降，在深度低碳轉(zhuǎn)型與加嚴(yán)污染治理的雙重作用下，2060年全國(guó)PM2.5平均暴露水平將下降至7.6μg/m3，達(dá)到世界衛(wèi)生組織PM2.5第四階段過渡目標(biāo)，并且接近世界衛(wèi)生組織PM2.5指導(dǎo)值。同時(shí)，全國(guó)O3日最大8h第90百分位數(shù)濃度可達(dá)到93μg/m3，337座城市O3年評(píng)價(jià)值全面達(dá)到我國(guó)現(xiàn)行空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，空氣污染問題得到根本性改善。五、結(jié)論與建議（一）主要結(jié)論（1）目前，我國(guó)以二次細(xì)顆粒物和O3為核心污染物的大氣復(fù)合污染特征更為突出。從化學(xué)機(jī)制看，二次細(xì)顆粒物和O3同根同源，是大氣氧化性驅(qū)動(dòng)光化學(xué)污染（二次污染）的兩種表現(xiàn)形式，因此，亟待建立基于大氣氧化性的多污染物協(xié)同防控技術(shù)體系，推進(jìn)大氣污染精準(zhǔn)化治理，加速空氣質(zhì)量改善和助力碳達(dá)峰、碳中和。（2）氣候年代際變暖對(duì)我國(guó)重點(diǎn)地區(qū)PM2.5污染長(zhǎng)期變化趨勢(shì)存在影響，氣象條件變化對(duì)O3污染趨勢(shì)的影響顯著。在排放穩(wěn)定時(shí)段不利氣象條件是PM2.5污染和重污染出現(xiàn)