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王伟光
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李 扬
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李培林
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    上海大气环境压力及风险防控

    作者:刘新宇 出版时间:2013年01月
    摘要: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。这些大气环境风险主要来自五个方面: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,建议上海市有关部门加快推进能源结构清洁化并减少燃煤过程中的污染,严控来自机动车尾气的污染,加强对化工行业大气污染的重点控制,调整城市布局以减少重污染设施和居民区的近距离接触,以及优化长三角大气污染联防联控机制,从而减少当地面临的大气环境风险。
    Abstract:Since 1995, especially since 2005, Shanghai has attained great achievements in abating traditional air pollutants; however, at the same time, new-type air pollution problems such as PM2.5, VOC, oxygen and fetor is becoming more serious. These new-type air pollution risks mainly result from five respects: first, coal still accounts for the major part of Shanghai's energy consumption, responsible for most PM2.5 in this city; second, increasing cars emit a great amount of PM2.5, VOC and oxygen; third, expanding chemistry industry brings about a lot of VOC, oxygen and fetor; fourth, owing to city growth, some new neighborhoods are built too close to sewage and solid waste treatment plants; fifth, air pollutants from neighboring regions in the Yangtze Delta or East China exert negative influences on Shanghai. In order to mitigate air pollution risks in Shanghai, this paper puts forward some suggestions to related governmental agencies: first, accelerate increasing clean energies in the energy mix and reduce pollution in the process of burning coal; second, stringently control pollution from the automobile exhaust; third, attach importance to air pollution abatement in some key chemistry industry areas; fourth, adjust the city layout to separate highly-polluting facilities from neighborhoods farther; fifth, promote cooperation with neighboring provinces or cities in the Yangtze Delta in air pollution abatement.

    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2 2001~2011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3 1995~2011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