详解三线一单 | 大气环境质量安全底线划定技术

导读：大气环境质量安全底线是环境质量安全底线的重要内容，其划定工作能够更好地为环境管理提供服务。本研究旨在建立大气环境质量安全底线划定技术方法，为国家和地方大气环境质量安全底线划分和管控措施设计提供导引，为建立国家环境质量安全底线提供技术支撑。

标题：大气环境质量安全底线划定技术

作者：薛文博, 汪艺梅, 王金南

一

前言

为推进生态文明制度建设，党的十八届三中全会提出划定生态保护红线的重要部署。环境保护部根据生态保护红线提出的背景与发展过程，兼顾生态、环境、资源三大领域重大问题与保护需求，提出了构建以“生态功能保障基线—环境质量安全底线—自然资源利用上线”为核心的国家生态保护红线体系。作为国家生态保护红线的重要组成部分，环境质量安全底线的划分工作亟需开展。

环境质量安全底线是指保障人民群众呼吸上新鲜的空气、喝上干净的水、吃上放心的粮食、维护人类生存的基本环境质量需求，是保障基本环境民生和安全的底线。具体而言，包括大气、水、土壤三类红线。其中大气环境红线的划定与水、土壤等要素的红线划定存在较大差异。

水与土壤红线有清晰的空间边缘，同时其界定有相关法规政策作为支撑，水环境红线与土壤红线可以基于现状评估和已有法规政策划定，如：引用水源地、湿地、自然生态保护区及基本农田等均为法定性红线。

受气候特征、天气系统、地形以及日夜演替等诸多因素影响，大气系统流动性复杂，空间边缘不明确，大气环境红线缺乏相应政策法规界定。因此大气环境红线划定更多依赖于理念与技术创新。

本研究旨在构建大气环境质量安全底线的划定方法，为环境质量安全底线划定提供技术支撑。

二

概念内涵

大气环境质量安全底线包括大气环境红线与管控措施两个内涵，指基于大气环境功能重要性、敏感性与脆弱性评价结果，识别出的需要特别保护或治理的空间区域，以及针对红线区域提出的环境质量目标、污染物排放控制目标和风险管理要求。

大气环境红线以气象、地形、土地利用等自然禀赋为出发点，其本质应基于自然要素划定，划定目的是实现大气环境管控措施的空间差异化，确保人类开发活动顺应自然规律。大气环境红线不仅是空间概念，更是一个综合管控体系，反映大气环境系统“空间格局-质量维护”的全过程管理，具体见表1。

环境红线：环境红线是指大气环境需要特别保护或治理的空间区域，其具有客观性和动态性双重特征：

（1）客观性。大气环境系统的空间差异客观存在，环境红线基于气象、地形等自然禀赋划定，具有自然属性；

（2）动态性。受社会经济、自然地理变化的影响，大气环境系统不断演变。

管控措施：管控措施是指通过确定质量底线、排放上线、风险防范底线，强化大气环境红线区的管控，实现空间差异化管理，具体包括：

（1）质量底线。维护大气环境功能的最基本要求，即《环境空气质量标准》；

（2）排放上线。确保空气质量达标的最大允许排放量，即环境容量；

（3）风险防范底线。完善的环境与健康风险评估体系、环境风险管理措施、环境事故处置和损害赔偿恢复机制。

表1  大气环境质量安全底线构成

类别	内容	内涵
环境红线	需特别保护的空间区域	环境功能重要地区、敏感地区及脆弱地区
管理措施	质量底线	维护大气环境功能的最基本要求，即《环境空气质量标准》
排放上线	确保空气质量达标的最大允许排放量，即环境容量
风险防范底线	完善的环境与健康风险评估体系、环境风险管理措施、环境事故处置和损害赔偿恢复机制

三

技术路线

大气环境红线的划分应遵循以下4个步骤：

（1）确定评价单元。根据大气环境系统特征，选择大气环境系统的“评价单元”；

（2）大气环境系统评价。根据大气环境系统结构、过程与功能特征，结合环境功能区划以及大气环境容量，评价大气环境系统的重要性、敏感性和脆弱性，并对评价结果进行分级；

（3）大气环境红线划定。基于大气环境功能重要性、敏感性、脆弱性评价结果，识别大气环境红线控制单元，划定大气红线；

（4）制定管控措施。制定环境空气质量达标、主要污染物排放控制和环境风险管理等红线管理要求。大气环境质量安全底线划定所需数据和工具见表2。

图1  大气环境红线划定技术路线

表2大气环境红线划定的数据及工具需求

数据类型	数据描述
基础数据	社会经济、人口、能源消费数据、监测点位空气质量数据、污普动态更新数据或环境统计数据等
气象数据	地面站数据：逐时风向、风速、气压、气温、湿度、降水等，及站点经纬度。
探空站数据：风速、风向、气温、气压等
空间数据	人口分布、地形高程、土地利用、行政区划等电子数据。
模型软件	ArcGIS、气象模型（MM5、WRF等）、空气质量模型（CMAQ、CAMx、CALPUFF）等

四

大气环境红线

划定大气环境红线是确保环境管控措施空间落地的前提，其划定过程包括评价单元划分、重要性评价、敏感性评价、脆弱性评价、环境红线划定共5个环节，具体如下：

（1）评价单元划分。“评价单元”划分是评价大气环境系统的基础，依据研究区域尺度及评价精度，“评价单元”的划分方式包括以下两种：

（a）网格化单元划分，将研究区域划分为若干个规则的等间距网格，每个网格即为一个“评价单元”；

（b）行政区划单元划分，以省、市、县行政边界为依据划分，即研究区域内每一个行政区为一个“评价单元”。“评价单元”的空间概化方案及分辨率直接决定环境红线的空间分辨率。

（2）重要性评价。基于大气环境功能区划、人口聚集度、城市定位等不同环境功能区对空气质量需求的差异，评估各“评价单元”的重要性。环境功能重要地区一般包括大气环境一级功能区和人口密集地区，目的是保护人体健康及其它较敏感环境受体。

（3）敏感性评价。利用CALPUFF、CMAQ等空气质量模型，模拟每一个“评价单元”单位污染排放对“受体单元”空气质量的影响强度。在等量污染物排放的情况下，“评价单元”对“受体单元”空气质量影响越大，则评价单元空间敏感性越大。大气环境敏感区主要位于“受体单元”的主导上风向地区及大气环流通道。大气环境敏感区内布局污染源将对区域、城市空气质量造成严重影响。

建议在全国尺度选取地级及以上城市作为“受体单元”；在区域尺度选择地级及以上城市或县级及以上城市作为“受体单元”；在城市尺度选取空气质量监测点位、一类大气环境功能区作为“受体单元”。

（4）脆弱性评价。基于空气质量模型，模拟各“评价单元”空气资源或环境容量大小，结合各“评价单元”污染物排放量、大气污染程度，估算各“评价单元”的大气环境承载率，评价各“评价单元”脆弱性。大气环境脆弱区一般位于空气资源小、环境容量小等先天自净能力较弱（如：山谷、河谷、盆地等）及环境承载率大、空气污染严重的地区。

（5）环境红线划定。基于各“评价单元”的重要性、敏感性、脆弱性评价结果，识别大气环境红线控制单元，划定大气环境红线。

表3  环境红线划定环节及技术要点

技术要点	评价指标	技术要点	数据需求
评价 基础	气象场模拟	风向、风速及混合层高度等气象要素	基于逐时地面气象观测数据和探空数据，利用WRF等气象模型模拟三维逐时气象场，结合实测数据重点分析风向、风速、混合层高度等气象要素；三维逐时气象资料作为大气环境系统评价的基础输入数据。	地面气象数据、 探空气象数据、 海拔高程数据、 土地利用数据
评价 项目	重要性评价	人口密度、大气环境功能区	基于环境空气质量标准环境功能分区，人口聚集度评价大气环境功能重要性。	人口密度数据、 大气环境功能区划
敏感性评价	某“评价单元”单位污染物排放对“受体单元”空气质量影响强度	把研究对象划分为若干个区域或网格排放单元，假定每个评价单元排放相同的污染物，利用空气质量模型模拟各“评价单元”对“受体单元”的平均影响强度。	虚拟排放清单数据
脆弱性评价	空气资源、环境容量、承载率、污染水平	结合风速、混合层高度等气象要素计算不同地区大气环境自净能力，评价空气资源大小及大气污染程度。	空气质量观测数据

五

大气管控措施

（1）大气环境质量目标

大气环境红线区质量达标是区域大气环境质量达标考核的重点。将《环境空气质量标准》(GB3095-2012)作为大气环境质量安全底线，大气环境红线区内空气质量已达标地区应实施更加严格的环境空气质量标准，争取达到一级标准的要求；对处于大气环境红线区，但未达标的地区应依据空气污染程度，要求限期达标，维护大气环境安全底线；近期应将《大气污染防治行动计划（2013-2017）》提出的空气质量改善目标作为硬性约束指标。

（2）大气污染物排放控制要求

对大气环境红线区应实施更加严格的总量控制要求与排放标准。远期将环境容量作为排污上线，确保各项污染物排放总量降至环境容量以下；近期将主要大气污染总量减排目标作为排放控制线，在大气污染物排放总量控制目标确定过程应体现出空间差异性，针对大气环境红线区应实施更加严格的总量控制要求与排放标准，严格执行大气污染物特别排放限值，鼓励各地政府制定严于国家标准的地方排放标准，扩大特别排放限值实施范围。

（3）大气环境风险管理

对大气环境红线区应实施更加严格的环境风险管理。编制发布国家有毒有害大气污染物及排放行业名录，排查大气环境红线区现役风险源，建立红线区风险源数据库，建立涉及有毒有害废气排放企业环境信息强制披露制度，禁止在大气环境红线区新建涉及有毒有害气体、易造成大气环境风险的各种项目，已有具有潜在环境风险的企业应迁出敏感区；人口集中的大气环境功能重要地区及城市应率先制定完善重大环境污染事件应急预案，建立重污染天气监测预警体系，通过应急措施预先降低大气污染程度，提高公众健康防范意识及知识，降低环境风险。

参考文献

[1] 中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定. 北京: 人民出版社,2013.11.

[2] 李干杰. 生态保护红线：确保国家生态安全的生命线. 求是, 2014, 02.

[3] 王金南, 吴文俊, 蒋洪强, 许开鹏. 构建国家环境红线管理制度框架体系, 环境保护,2014, 02.

[4] 吴舜泽, 薛文博, 万军. 空气质量基线应为城市发展硬指标[N],中国环境报, 2013-10-29.

[5] 薛文博，吴舜泽，杨金田. 城市环境总体规划中大气环境红线内涵及划定技术[J].环境与可持续发展,2014,39(1):14-16.

[6] 柴发合, 王淑兰, 王锷一, 陈振兴, 云雅如.中国城市空气质量分级管理策略探讨[J]．环境与可持续发展, 2011, 36(5):5-8．

[7] 王金南,许开鹏,陆军,张惠远,王夏晖. 国家环境功能区划制度的战略定位与体系框架[J].环境保护,2013,22:35.

作者简介

薛文博（1981-），副研究员，主要研究方向为空气质量模型、排放清单、环境卫星遥感及大气污染控制对策。

本期编辑：刘小楠

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