我們背后有兩千多名全國一流的大氣、氣象等科學(xué)家，霧霾的原因基本搞清楚了。”在今年的全國兩會(huì)上，談及大氣污染防治工作近年來取得的成就，全國政協(xié)委員、生態(tài)環(huán)境部大氣司司長劉炳江說。

　　2017年兩會(huì)期間，國家領(lǐng)導(dǎo)人發(fā)出“懸賞令”，表示“如果有科研團(tuán)隊(duì)能夠把霧霾形成機(jī)理和危害性真正研究透，提出更有效的應(yīng)對(duì)良策，誰攻克，重獎(jiǎng)?wù)l。”為此，2017年9月，大氣重污染成因與治理攻關(guān)項(xiàng)目（以下簡稱攻關(guān)項(xiàng)目）正式啟動(dòng)，按照1+X模式，以中國環(huán)境科學(xué)研究院為主要依托單位，聯(lián)合直屬單位、相關(guān)高校和科研院所等290多家單位，以國內(nèi)頂尖研究團(tuán)隊(duì)為主體，設(shè)立了四個(gè)專題共28個(gè)課題，組建了28個(gè)跟蹤研究工作組深入“2+26”城市一線，進(jìn)行駐點(diǎn)研究和技術(shù)指導(dǎo)。

　　科研團(tuán)隊(duì)不辱使命，一年多時(shí)間，攻關(guān)項(xiàng)目通過努力，深化了對(duì)重污染成因的科學(xué)認(rèn)知、建立了更加精細(xì)化的城市排放清單，構(gòu)建了重污染天氣聯(lián)合應(yīng)對(duì)和長期空氣質(zhì)量改善決策支持技術(shù)體系，提出了“一市一策”工作機(jī)制，解決了各地“有想法、沒辦法”的問題，為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐。

　　深化對(duì)京津冀及周邊地區(qū)大氣重污染成因的科學(xué)認(rèn)知

　　2017年以前，京津冀及周邊地區(qū)秋冬季PM2.5爆發(fā)式增長機(jī)制的全局性、整體性的科學(xué)共識(shí)沒有形成，使社會(huì)上甚至科學(xué)界對(duì)大氣重污染的成因有著各種解讀，給公眾和管理部門造成困擾。

　　攻關(guān)項(xiàng)目實(shí)施以來，通過相互客觀印證的大氣污染及邊界層氣象同步觀測和數(shù)值模擬研究，從宏觀、中觀和微觀層面系統(tǒng)梳理了秋冬季大氣重污染的成因，初步闡明了重污染過程中的物理、化學(xué)機(jī)制及其綜合作用，基本實(shí)現(xiàn)了空間上城市尺度、時(shí)間上過程尺度的重污染過程精細(xì)化定量化描述，形成了大氣重污染成因的基本科學(xué)共識(shí)。

　　在宏觀層面上，認(rèn)識(shí)到京津冀及周邊地區(qū)的“背風(fēng)坡”地理地形和污染物高排放強(qiáng)度是造成秋冬季大氣重污染頻發(fā)的主要原因。研究表明，京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市占全國國土面積不到3%，但排放了全國10%以上的二氧化硫（SO2）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、15%以上氮氧化物（NOx）和一次顆粒物，區(qū)域內(nèi)的污染物排放強(qiáng)度高出全國平均水平3~5倍，是造成區(qū)域上大氣重污染頻發(fā)的內(nèi)在原因。

　　從中觀層面上看，秋冬季PM2.5的爆發(fā)式增長歸因于本地積累、區(qū)域傳輸和二次轉(zhuǎn)化的綜合作用。污染物排放強(qiáng)度大的地區(qū)，一旦氣象條件趨于不利，則首先形成本地積累型污染，即大氣污染的“熱點(diǎn)地區(qū)”。攜帶高濃度污染物的氣團(tuán)沿氣壓梯度向下風(fēng)向傳輸，則會(huì)導(dǎo)致下風(fēng)向城市出現(xiàn)區(qū)域傳輸型污染。此外，SO2、NOx等氣態(tài)污染物在適宜條件（如高濕）下反應(yīng)生成硫酸鹽、硝酸鹽等二次組分，則造成二次轉(zhuǎn)化型污染，同時(shí)二次組分吸濕增長，導(dǎo)致污染加劇。

　　在微觀層面上，攻關(guān)項(xiàng)目初步闡明了秋冬季PM2.5爆發(fā)式增長的物理和化學(xué)機(jī)制，對(duì)部分關(guān)鍵途徑實(shí)現(xiàn)了定量表征。在物理機(jī)制上，分析歸納得出近地面風(fēng)速小于2 m/s、相對(duì)濕度高于60%、近地逆溫、邊界層高度低于500米等不利氣象條件的出現(xiàn)，是形成本地積累型污染的氣象成因；針對(duì)太行山前污染輸送帶（西南通道）的初步定量分析顯示，京津冀及周邊地區(qū)各城市受區(qū)域傳輸影響，全年平均貢獻(xiàn)在20%~30%左右；而在重污染期間，區(qū)域傳輸影響總體提升15&~20%左右，北京最高可達(dá)60%~70%。在化學(xué)機(jī)制上，深入探究了PM2.5中硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽和二次有機(jī)物等主要二次組分的生成機(jī)理。硝酸鹽的日間生成主要通過氣相中NOx被自由基氧化，夜間生成則通過五氧化二氮（N2O5）和氣態(tài)硝酸（HNO3）與顆粒物中液態(tài)水的多相化學(xué)反應(yīng)，即氣相氧化過程是NOx向硝酸鹽轉(zhuǎn)化的核心驅(qū)動(dòng)力。硫酸鹽的生成主要通過SO2的氣粒間多相化學(xué)反應(yīng)，包括氣相氧化、界面過程和液相反應(yīng)等，硫酸鹽的生成速率和顆粒物的相態(tài)、含水量、酸堿度和組分特征相關(guān)，而液相反應(yīng)貢獻(xiàn)較大。銨鹽的生成主要通過氨與大氣中含硫、含氮等酸性成分的化學(xué)反應(yīng)，隨著區(qū)域內(nèi)SO2的濃度不斷下降，大氣中富氨程度升高，更易于硝酸鹽等其它二次無機(jī)組分的生成。在PM2.5的有機(jī)組分（OM）中，由VOCs氧化生成的二次有機(jī)顆粒物約占30%~50%，其生成速率在高濕條件下顯著加快。

　　此外，不利氣象條件和重污染之間還存在“雙向反饋”機(jī)制。不利氣象條件導(dǎo)致污染積累、傳輸和二次轉(zhuǎn)化，而重污染會(huì)導(dǎo)致近地面逆溫增強(qiáng)、邊界層內(nèi)湍流強(qiáng)度減弱和濕度增加，使氣象條件變得更為不利，加劇PM2.5污染程度；因此從另一個(gè)角度來說，污染減排也有助于減緩氣象條件的不利程度。

　　研究表明京津冀及周邊地區(qū)秋冬季重污染過程中PM2.5的組分特征也發(fā)生了顯著變化。隨著“2+26”城市SO2濃度的大幅下降，同時(shí)NOx濃度下降趨勢不顯著，硝酸根離子在PM2.5中的占比已經(jīng)超過硫酸根離子，成為最重要的二次無機(jī)組分。

　　建立更加精細(xì)化的城市排放清單

　　隨著污染減排的持續(xù)深入，京津冀及周邊地區(qū)大氣污染源的結(jié)構(gòu)正在發(fā)生深刻變化。污染物底數(shù)不清、特征不明以及治理和監(jiān)管技術(shù)不足等是彼時(shí)工作面臨的難題。

　　首先是建立了2016年、2017年“2+26”城市精細(xì)化的大氣污染源排放清單。攻關(guān)項(xiàng)目采用統(tǒng)一的清單編制方法、排放因子及活動(dòng)水平數(shù)據(jù)收集手段，加大對(duì)規(guī)模以下企業(yè)以及散煤燃燒、餐飲油煙和工地?fù)P塵等面源的調(diào)查摸排力度，是迄今為止在京津冀及周邊地區(qū)調(diào)查污染源類最全、參加人員最多、調(diào)查企業(yè)數(shù)量最大、收集數(shù)據(jù)量最大的一次。

　　在此基礎(chǔ)上，攻關(guān)項(xiàng)目編制了“2+26”城市2016年、2017年精細(xì)化排放清單。排放清單中包含工業(yè)點(diǎn)源總計(jì)7.6萬個(gè)，其他工業(yè)源2.7萬個(gè)，餐飲企業(yè)10.6萬家。清單結(jié)果顯示，2017年“2+26”城市共排放SO2、NOx、PM2.5、PM10、VOCs、NH3、BC、OC和CO等污染物分別為102萬噸、252萬噸、157萬噸、348萬噸、240萬噸、159萬噸、14萬噸、23萬噸和2138萬噸。

　　從污染物排放的空間分布來看，區(qū)域內(nèi)污染物排放量最大的城市依次為唐山、天津、石家莊、邯鄲、淄博，排放強(qiáng)度最大的城市依次為唐山、淄博、濮陽、安陽、濱州。鋼鐵及焦化行業(yè)主要分布在唐山和津冀魯豫交界地區(qū)，是這個(gè)區(qū)域各項(xiàng)污染物排放強(qiáng)度高的主要原因；玻璃行業(yè)集中在邢臺(tái)、淄博、衡水等地，是這個(gè)區(qū)域NOx、一次PM2.5排放高的主要原因；石化化工主要集中在淄博、天津、滄州、石家莊等地，是這個(gè)區(qū)域VOCs排放強(qiáng)度高的主要原因。

　　從重點(diǎn)行業(yè)排放主要污染物來看，區(qū)域NOx排放來源中移動(dòng)源約占50%，此外電力、鋼鐵、鍋爐、焦化占比較高；一次PM2.5排放中除揚(yáng)塵外，主要來自民用燃燒、鋼鐵、生物質(zhì)燃燒和其他工業(yè)源；VOCs排放主要來自石化化工、道路移動(dòng)源、焦化、溶劑使用和其它工業(yè)源；NH3排放主要來自農(nóng)業(yè)源（占85%），其中畜禽養(yǎng)殖占57%，氮肥使用占20%。

　　從城市污染源結(jié)構(gòu)特征來看，探索性地將“2+26”城市按污染源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分為6種類型。其中，天津、石家莊、唐山、邯鄲、濟(jì)南、淄博、安陽等城市為綜合工業(yè)污染類；北京、滄州、鄭州等城市為偏機(jī)動(dòng)車及溶劑類；邢臺(tái)、太原、長治、陽泉、晉城、聊城、濱州等城市為偏煤焦鐵類；廊坊、衡水、濟(jì)寧、德州、新鄉(xiāng)等城市為偏溶劑使用類；保定、鶴壁、焦作等城市為偏建材污染類；菏澤、濮陽、開封等城市為偏農(nóng)業(yè)及石化化工類。

　　此外，攻關(guān)項(xiàng)目通過努力還初步厘清區(qū)域內(nèi)能源、產(chǎn)業(yè)、交通三大結(jié)構(gòu)特征，提出了深化治理的重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)行業(yè)。

　　研究表明，區(qū)域內(nèi)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)較為單一，煤炭消費(fèi)比重大，煤焦生產(chǎn)、石油冶煉等能源加工企業(yè)集中。京津冀晉魯豫六省市2016年單位國土面積煤炭消費(fèi)量高達(dá)2000噸/平方公里，一次能源消費(fèi)中山東、河北、河南、山西的煤炭占比都超過3/4。從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，六省市可分為煤炭依賴型和煤油氣綜合型，其中北京、天津、山東屬于煤油氣綜合型，山西、河南、河北則屬于煤炭依賴型。

　　在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，區(qū)域內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能巨大、冶金企業(yè)扎堆，鋼鐵、焦化、冶金、水泥等高污染、高能耗產(chǎn)業(yè)在唐山和晉冀魯豫交界地區(qū)高度集中，晉冀魯豫交界地區(qū)小冶金企業(yè)扎堆且裝備、治理、管理水平落后，且焦炭——鋼鐵、炭素——電解鋁產(chǎn)能的配比不合理，是下一步產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)區(qū)域。

　　在交通結(jié)構(gòu)方面，區(qū)域內(nèi)大宗物料運(yùn)輸量大，煤炭、鋼鐵、金屬礦石等運(yùn)輸占到京津冀貨物運(yùn)輸量的42%以上，且來自山西、內(nèi)蒙等地的煤炭等大宗生產(chǎn)原料運(yùn)輸以柴油貨車為主，區(qū)域內(nèi)柴油車NOx和顆粒物排放分別占汽車排放總量的65%和99%，是下一步交通結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。

　　在重點(diǎn)污染物方面，研究表明，苯、甲苯、二甲苯、乙烯、甲醛等是京津冀區(qū)域VOCs污染治理的關(guān)鍵控制物種，汽油轎車、橡膠品制造、煉焦、瀝青鋪路、化學(xué)原料制造、涂裝等是關(guān)鍵控制源類。京津冀區(qū)域大氣NH3排放主要來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)源占比達(dá)85%以上，其中畜禽養(yǎng)殖占比57%，氮肥施用占比20%，是NH3減排的重點(diǎn)管控對(duì)象。

　　攻關(guān)項(xiàng)目還提出了重點(diǎn)行業(yè)最佳可行技術(shù)和綜合整治方案，評(píng)估了各種措施的減排潛力。并提出VOCs及氨排放深化治理技術(shù)。

　　攻關(guān)項(xiàng)目實(shí)施以來，針對(duì)上述問題開展重點(diǎn)研究，首次采用統(tǒng)一的方法標(biāo)準(zhǔn)編制了“2+26”城市排放清單，大幅提升清單的時(shí)空分辨率，更好地支撐精細(xì)化的污染源管控，并提出了京津冀及周邊地區(qū)非電行業(yè)重點(diǎn)排放源及重點(diǎn)污染物的強(qiáng)化管控措施。

　　構(gòu)建重污染天氣應(yīng)對(duì)和長期空氣質(zhì)量改善決策體系

　　2017年以前，京津冀及周邊地區(qū)在秋冬季重污染天氣應(yīng)對(duì)工作中面臨預(yù)測預(yù)報(bào)時(shí)效性不足、應(yīng)急減排清單不實(shí)、應(yīng)急效果不顯著等問題，在區(qū)域空氣質(zhì)量持續(xù)改善方面缺少對(duì)“2+26”城市的中長期持續(xù)改善路徑研究。攻關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施使污染預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度和時(shí)長取得技術(shù)進(jìn)步，并建成了會(huì)商分析系統(tǒng)、預(yù)案修訂更加細(xì)致，重污染天氣應(yīng)對(duì)能力顯著提升。

　　首先是預(yù)報(bào)更加精細(xì)，形成了現(xiàn)有7天高精度多模式數(shù)值預(yù)報(bào)為主，以10天歐洲中心及韓國大氣環(huán)流預(yù)報(bào)分析為輔的綜合預(yù)報(bào)體系，將預(yù)報(bào)時(shí)長由7天延伸為10天，并增加后續(xù)1周～2周的趨勢分析，大大提高了預(yù)報(bào)的時(shí)效性，有力支撐污染提前預(yù)判。

　　為使應(yīng)急措施更加精準(zhǔn)，攻關(guān)項(xiàng)目建立了重污染天氣應(yīng)急措施修訂技術(shù)體系，從摸清污染源基本情況、確定應(yīng)急減排底數(shù)、夯實(shí)應(yīng)急管控措施、減排效果評(píng)估等方面進(jìn)行全鏈條梳理，實(shí)地調(diào)研重點(diǎn)行業(yè)“一行一策”和典型企業(yè)“一廠一策”應(yīng)急預(yù)案，建立應(yīng)急管控措施清單和減排量核算方法，系統(tǒng)評(píng)估應(yīng)急預(yù)案實(shí)施效果及存在問題。

　　“2+26”城市修訂后的應(yīng)急預(yù)案管控企業(yè)數(shù)從不到1萬家增加到近5萬家，主要污染物減排比例大幅提升；應(yīng)急管控措施有效性顯著提高。

　　基于更加精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)體系，針對(duì)京津冀及周邊地區(qū)秋冬季每次大氣重污染過程，攻關(guān)聯(lián)合中心及時(shí)組織相關(guān)成員單位開展專家會(huì)商，對(duì)污染過程的發(fā)生發(fā)展、來源成因、管控對(duì)策、應(yīng)對(duì)效果等問題進(jìn)行深入分析，形成基本科學(xué)共識(shí)，及時(shí)發(fā)布專家解讀，為重污染天氣管理決策和輿情應(yīng)對(duì)等工作提供有力的科技支撐。

　　此外，攻關(guān)項(xiàng)目還提出了長期空氣質(zhì)量改善的實(shí)現(xiàn)路徑和減排需求。

　　要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，在末端排放控制持續(xù)加嚴(yán)的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)、能源、交通結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性變化。在末端控制方面，到2035年，火電、鋼鐵、水泥、工業(yè)鍋爐、主要行業(yè)工業(yè)窯爐基本實(shí)現(xiàn)超低排放，VOCs排放控制水平達(dá)到歐美水平。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，鋼鐵、水泥、平板玻璃等產(chǎn)品產(chǎn)量在目前基礎(chǔ)上要減少30%以上；在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，煤炭消費(fèi)量占區(qū)域能源消費(fèi)總量比重需降至40%以下；在交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，純電動(dòng)車占比要提高到35%以上。

　　綜合考慮PM2.5年均濃度影響要素，初步核算結(jié)果表明，在“2+26”城市PM2.5年均濃度達(dá)標(biāo)約束下，SO2、NOx、一次PM2.5、VOCs及NH3年度環(huán)境容量分別為105萬噸、159萬噸、79萬噸、163萬噸和81萬噸。

　　摸清污染特征和來源提出“一市一策”解決方案

　　科學(xué)攻關(guān)的成果最終要落實(shí)在支撐地方環(huán)境管理方面，摸清了污染成因，細(xì)化了排放清單，制定了重污染應(yīng)對(duì)體系，基于此，攻關(guān)項(xiàng)目基本摸清了“2+26”城市污染特征和主要來源，提出了“一市一策”綜合解決方案。

　　結(jié)合“2+26”城市的污染特征，攻關(guān)項(xiàng)目每個(gè)城市布設(shè)3個(gè)~5個(gè)采樣點(diǎn)，共設(shè)采樣點(diǎn)109個(gè)，在2017年~2018年秋冬季進(jìn)行連續(xù)采樣，共采集約2.6萬個(gè)樣品，基于源譜庫、源清單、空氣質(zhì)量模型和受體模型組成的精細(xì)化源解析技術(shù)體系，完成了對(duì)“2+26”城市2017年~2018年秋冬季顆粒物的來源解析研究。

　　在此基礎(chǔ)上，攻關(guān)項(xiàng)目全面推進(jìn)“一市一策”跟蹤研究工作，支撐地方科學(xué)決策與精準(zhǔn)施策。40個(gè)城市跟蹤研究工作組的科研人員深入一線，重點(diǎn)針對(duì)重污染天氣應(yīng)對(duì)和空氣質(zhì)量持續(xù)改善兩方面，為地方提供“一市一策”跟蹤研究指導(dǎo)工作。工作組幫助京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原24個(gè)城市建設(shè)和完善大氣污染防治綜合指揮平臺(tái)，形成有效應(yīng)對(duì)重污染天氣、大氣污染精細(xì)化管控的能力。帶動(dòng)地方人才隊(duì)伍建設(shè)，依托顆粒物來源解析、清單編制與“一市一策”跟蹤研究，帶動(dòng)地方人才隊(duì)伍建設(shè)，實(shí)現(xiàn)人才持續(xù)保障。

　　各城市跟蹤研究工作組基于當(dāng)?shù)啬茉磁c產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、交通與重點(diǎn)行業(yè)分布現(xiàn)狀，結(jié)合城市空氣質(zhì)量與污染源管理實(shí)踐，形成了28份技術(shù)支撐報(bào)告，報(bào)送生態(tài)環(huán)境部和各地政府，有效支撐“2+26”城市打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年作戰(zhàn)計(jì)劃的編制。此外，各工作組對(duì)所在城市大氣污染防治工作開展跟蹤評(píng)估，持續(xù)支撐各地三年作戰(zhàn)計(jì)劃的實(shí)施。

　　在攻關(guān)項(xiàng)目實(shí)施期間，攻關(guān)聯(lián)合中心構(gòu)建立體觀測、實(shí)驗(yàn)室模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合的綜合研究系統(tǒng)，識(shí)別京津冀及周邊地區(qū)秋冬季大氣重污染來源和主要成因，實(shí)現(xiàn)空間上城市尺度、時(shí)間上污染過程尺度的精細(xì)化描述，建成綜合科學(xué)決策支持系統(tǒng)，形成科學(xué)結(jié)論，回應(yīng)社會(huì)關(guān)切，支撐京津冀及周邊地區(qū)大氣污染防治的科學(xué)決策和精準(zhǔn)施策，為其他區(qū)域提供科學(xué)指導(dǎo)與行動(dòng)指南，打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，保護(hù)公眾健康。

　　據(jù)了解，攻關(guān)項(xiàng)目近期組織了由攻關(guān)聯(lián)合中心主任、副主任、總體專家組成員及課題負(fù)責(zé)人等組成的專家團(tuán)隊(duì)16批（次）、225人（次）赴“2+26”城市及汾渭平原11城市開展現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，推廣攻關(guān)各課題取得的成果，交流跟蹤研究工作經(jīng)驗(yàn)，幫助地方解決大氣污染防治的技術(shù)難點(diǎn)。 童克難

　　“2+26”城市在2017年實(shí)施了秋冬季大氣污染綜合治理攻堅(jiān)行動(dòng)，成效顯著。從“2+26”城市2016年、2017年排放清單比較來看，2017年P(guān)M2.5、PM10、SO2、NOx、NH3、VOCs等污染物排放量同比下降6%~31%。