北京的大气污染已成为政府和社会关注的焦点。1998年底以来,北京市针对城市大气污染严重的局面,先后实施了11个阶段的控制大气污染措施,市区全部茶炉、大灶和80%的20吨以下燃煤锅炉改为清洁能源,2005年7月1日起又率先实行了相当于欧Ⅲ标准的机动车排放标准。大气中一次性气态污染及尘污染居高不下或不断加重的趋势得到有效遏制,主要污染物均有不同程度的下降,其中二氧化硫浓度大幅度降低,二十年来首次达到国家标准。在机动车和燃气增长情况下,NOx有所下降;在沙尘天气明显增加的情况下,尘的污染水平略有下降;在城市规模明显增大的前提下,仍然维持比周围几个城市低的污染水平。(见下表)
 
近年来北京市大气环境质量持续改善的情况
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年份 |
二级和好于二级天数 |
三级和好于三级天数 |
四级及以上 |
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1998年 |
100(占27.4%) |
224(占61.4%) |
141(占38.6%) |
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1999年 |
114(占31.2%) |
286(占78.4%) |
79(占21.6%) |
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2000年 |
177(占48.4%) |
343(占93.7%) |
23(占6.3%) |
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2001年 |
185(占50.7%) |
342(占93.7%) |
23(占6.3%) |
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2002年 |
203(占55.6%) |
346(占94.8%) |
19(占5.2%) |
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2003年 |
224(占61.4%) |
360(占98.6%) |
5(占1.4%) |
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2004年 |
229(占62.5%) |
349(占95.4%) |
17(占4.6%) |
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2005年 |
234(占64.1%) |
356(占97.5%) |
9(占2.5%) |
 
虽然北京市的空气质量逐步得到改善,但北京市防治大气污染、改善空气质量的任务还相当艰巨。北京市可吸入颗粒物和夏秋季节的光化学污染还比较严重,空气质量距离国家规定的标准和绿色奥运的要求还有一定差距。随着投资相对较少、见效相对较快的先期防治措施的逐步实现,大气污染控制的难度越来越大。北京市呈簸箕状的地形,受西山山脉阻挡,大气污染物极易在市区上空累积形成高浓度污染;北京40%的气象条件不利于污染物的扩散;沙尘暴污染和北京境外的外来污染致使北京市空气污染背景浓度居高不下,环境容量有限。这些不利的客观因素都在影响和制约着北京空气质量的改善。目前,北京市的大气污染不但直接来自于燃煤、机动车、扬尘、工业污染排放等,污染物在大气中还将发生一系列的化学转化,使大气污染呈现出复合型污染特征,在国际上都十分罕见。
 
目前,北京大气污染防治工作进入攻坚阶段,在历史遗留问题尚未彻底解决的同时,城市快速发展又给环境质量改善带来了新的压力,大气污染呈现复合、压缩形态,国外数十年发生的大气污染问题在北京集中出现。全市耗煤量仍有约2800万吨,原有的煤烟污染没有得到根本解决,尘污染仍居各污染源之首。机动车保有量增长迅速,致使市区交通拥堵现象时有发生,市区主要交通干道和十字路口空气中的CO和NOx常年超过国家空气质量标准,由此引起的光化学二次污染物O3也愈加突出。城市汽车尾气排放的增加,使北京市大气污染的性质发生了根本性的变化,煤烟型污染、扬尘污染与机动车尾气污染的叠加,形成了新的复合型大气污染。此外,老旧车淘汰缓慢,城市建设全面展开,开复工面积逐年增加使得大气中可吸入颗粒物污染形势依然严峻。2004年以来可吸入颗粒物在空气质量超过二级的天数中,作为首要污染物的天数比例高达96%。
 
具体地说,今后相当一段时期内北京大气环境可能面临的难点与热点问题主要包括以下几个方面:
 
一、 区域城市群大气污染联合防治
空气污染问题是一个区域性问题。北京在稳定天气形势下的重污染一般都表现出区域性的特征。北京在发生持续数天的重污染时,周边几个大城市如天津、石家庄、太原等空气质量同样很差,且污染过程有基本同步的积累和消散周期。北京市出现局地性重污染较少,重污染的形成,都与北京周边地区(主要是河北、天津、山东、山西等地)大气污染物向北京输送有关。而北京市三面环山,地形条件决定了北京市污染物不易扩散的特点。因此,北京地区空气质量的进一步改善必须考虑周边地区(河北、天津、山东、山西等地)的污染源对北京市区的影响。北京市周边地区对北京市空气质量的影响究竟占多大,影响成分是什么,是一个迫切需要研究的问题。搞清楚上述问题,可对外来源进行有目的的控制进而可减少流入北京市的污染物,改善北京市的大气环境质量。
 
二、 城乡结合部的扬尘污染治理
 尘污染是北京的老大难问题。自1984年以来的监测显示, 颗粒物是市区惟一一项在四季中均超标的常标大气污染指标,而扬尘是北京市颗粒物污染源中最重要和最复杂的无组织排放源。扬尘污染已成为影响北京大气质量与首都形象的主要因素。目前, 北京扬尘控制的重点主要放在了市区,随着市区扬尘治理问题得到基本控制后, 城乡结合部的扬尘污染治理问题就会逐渐突出。此外,市区的许多运输量大、高耗能的污染型企事业单位今后几年逐渐退向四环外的城乡结合部,也是使城乡结合部扬尘问题会逐渐突出的另一因素。城乡结合部的扬尘源不仅会影响当地的空气质量,而且会通过车辆、风等媒介传输到城区作为二次扬尘的尘源来影响城区的空气质量。所以,城乡结合部作为城区扬尘的一个源头,其治理在今后应得到重视。
 
 城乡结合部的扬尘来源及产生过程比市区更为复杂。城乡结合部的扬尘不仅包括市区常见的建筑扬尘、道路扬尘及堆料扬尘,还包括市区不多见的垃圾堆、土路、及大理石加工场等无组织扬尘。由于在宏观与微观层次缺乏对城乡结合部扬尘来源与产生过程的定量化掌握、以及缺乏全面的扬尘控制技术的系统支持,加上城乡结合部往往是管理上的薄弱地区,所以目前的扬尘控制往往事倍功半。
 
 三、 氮氧化物污染控制
国外发达国家大气污染治理的经验表明:随着城市能源结构的调整(煤改气等),大气中SO2的污染会大幅降低,而大气中的NOX的污染不仅不会降低,而且会随机动车保有量的增加而加重。此外,由于NOX的控制技术的难度较大、成本较高,所以NOX的污染问题就普遍成为许多发达国家在解决SO2污染后的新的难点问题。我国作为世界大国,大气中NOX排放量在亚洲占首位,而且逐年增加。据有关资料报道,我国1975年NOX的排放量为37.3万吨,1985年达63.6万吨,1990年达91.1万吨。这当中前十年的增长幅度为1.69倍,后五年为1.43倍。1990年后的增长幅度更大一些。
北京大气中NOX污染值近十年来增长幅度较大,每年以7%左右的速度递增,1985年城近郊区年日均值为66μg/m3,1990年为98μg/m3,1995年为121μg/m3,2002年为136μg/m3。1990年比1985年城区浓度值增长34.6%,近郊区增长66.7%;1995年比1990年城区浓度值增长24.8%,近郊区增长22.2%;2002年比1995年城近郊区增长12.4%。北京主要交通路口近十年来浓度值有波动,但总趋势上升,上升幅度较大。它的浓度是随着城市规模的扩大、机动车辆的急剧增加交通干道容量的负荷的超载而升高,随着道路的扩展、交通环境的改善而降低。北京市机动车保有量增加太快,道路交通环境的改善赶不上机动车辆的增加速度,加之机动车尾气中NOX基本上没有治理措施的排放致使北京地区特别是交通路口的NOX污染程度十年来发展得较为严重。使北京从煤烟型污染城市逐步发展成为煤烟型与石油型污染共存的城市。北京地区大气中NOX浓度预测研究表明:2010年为299μg/m3。
 
四、细微颗粒污染控制
 
北京市大气中总悬浮颗粒物10年来其平均质量浓度变化不大或者说略有减少,但是不同尺度的粒子浓度却发生着重要的变化,即:直径大于2μm的粗粒子明显减少,减少约10%左右;而直径0.1—2μm的积聚模型粒子却明显增多,增多达15%以上;只有直径小于0.1的爱根模型粒子变化不大。这就是北京市目前大气污染的另一个十分重要的特征。这一特征标志着北京市的大气污染正在发生着重大变化。这种变化带来的问题是非常重要的。细微颗粒主要具有以下特点: 首先,直径0.1—2μm的积聚模态粒子作为一种截体,还会吸附着许多微生物气溶胶以及病毒细菌类,对人体极为有害。实验证明这种粒子在人的肺泡中被人吸收的速度很快,因此它对人体的危害是所有常规大气污染物质中最为严重的一种。其次,对于可见光而言,这种尺度的粒子单个粒子的消光效应最大。因此,这种粒子的增多,必将对城市的大气能见度造成重要的影响。总之,北京市大气中直径细粒子的增加,是的一种极为严重的大气污染现象,是今后必须予以重视的难点问题。
 
五、机动车保有量快速增长导致的尾气污染控制
 
20世纪80年代末,北京市三环路以内的汽车尾气对大气污染的贡献率为30%多,现在翻了一倍。其比重的增加,虽与锅炉等其他污染源减少有关,但汽车尾气污染的增长趋势是明显的。近年来,北京机动车保有量不断快速增长,到2005年底全市机动车保有量接近260万辆,居全国第一位,机动车污染防治形势严峻。机动车排放污染已成为影响大气环境质量的主要来源之一,在机动车保有量快速增长的同时,加大力度控制机动车排放污染,实现机动车污染排放总量的大幅度削减是今后大气污染防治工作的重要内容和难点。
 
(作者系北京市环境科学院大气所所长)