专家观点 | 张宏亮：疫情期间空气质量变化及对未来污染治理的思考

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2020年第1期线上学术沙龙

“新冠疫情期间的空气质量”现场回顾

摘要

通过模拟疫情期间我国污染物排放降低及空气质量的响应，以及汇总分析疫情期间国内外空气质量变化情况，复旦大学张宏亮教授研究团队对大气污染物的生成机理开展了深入的研究与思考。基于污染物减排与污染物浓度变化的非线性关系，研究团队提出全球在推进大气污染治理工作时，不应采取“一刀切”的减排策略，应深入研究大气污染成因，合理规划污染物减排战略，并在气候变化的潜在趋势下，策略性地推进大气污染防治工作。

一、疫情期间国内外空气质量变化

通过设定三种全国污染物减排情景，研究团队应用多尺度空气质量模型模拟了新型冠状病毒疫情期间我国PM2.5浓度变化。研究发现，如图一所示，即使在最大减排情景下（武汉交通、工业和农业部门减排80%，其他地区交通和工业部门分别减排80%和20%），全国各地区PM2.5浓度降幅最大仅可达20%左右。随后，通过比较重度污染和轻度污染过程中PM2.5浓度，研究团队初步估算了不利气象条件对污染物浓度变化的贡献，并发现不利气象条件削弱了污染物排放降低对空气质量改善的贡献。结果表明，疫情期间的被动排放减少未能最有效地降低各类污染物浓度，且气象条件是不容忽视的影响因素。为进一步改善我国空气质量，需增强污染物减排力度及减排管理政策的合理性。

此外，通过整理全世界部分国家的监测数据发现，大部分国家2015至2020年3月份的PM2.5浓度逐年下降，但O3浓度却呈上升或持平态势。

图一：2020年1月20日至2月12日我国10个主要城市的

PM2.5日均浓度模拟值

（Case1为无减排情景；Case2假设全国交通和工业部门分别减排40%和20%，民用部门增加10%；Case3假设武汉交通、工业和农业部门减排80%，其他地区交通和工业部门分别减排80%和20%）

二、未来污染治理的思考及论证

基于上述研究，未来空气污染治理工作需在以下三个方面进一步探索：一是空气质量持续改善的可行路径；二是基于大气污染成因分析和区域协同战略的合理减排方案；三是协同应对气候变化的大气污染治理路径。

实现空气质量的持续改善，需估算可实现空气质量标准的减排目标。以四川盆地为例，通过模拟不同减排情景下PM2.5的浓度变化发现，四川盆地要达到75µg/m³、25µg/m³和10µg/m³的PM2.5日均浓度，需分别减排40%、80%及90%以上。可见持续推进空气质量改善对于部分地区是非常艰难的。

制定合理的减排方案，需进一步了解大气氧化反应。以新冠疫情期间大气污染物研究为例，部分地区O3和二次颗粒物浓度上升可能与以下三种化学过程有关：一是NOx大幅度减少导致HOx存量增多，使大气氧化性增强；二是NOx大幅度减少削弱了NOx滴定作用，导致O3上升，使大气氧化性增强；三是大气氧化性增强导致部分二次颗粒物组分浓度上升。

气候变化可增加高温、高湿、极端天气等不利气象条件，因而可给未来大气污染治理带来一定挑战。例如基于2050年高温情景下，对美国加州中部谷地二次有机气溶胶和半挥发性有机物（二次有机气溶胶的前体物）的相互关系研究发现：在高温情况下二次有机气溶胶的前体物会显著增加；在极端天气下O3浓度会显著增高，但PM2.5浓度比较难估算。

综上所述，分析大气污染成因需考虑多方面因素，包括当地排放、周边排放、大气污染化学过程及气象条件。《大气污染防治行动计划》实施以来，我国的空气质量逐渐改善，但治理工作仍面临O3上升、减排进入深水区等困难和挑战。未来需进一步探索和完善合理减排的实施路径，因为合理减排是唯一且最为有效的协同治理战略。

【中国清洁空气政策伙伴关系 根据嘉宾演讲稿整理发布】

专家简介

张宏亮 教授

复旦大学

环境科学与工程系教授

以上图片来源：

Wang, P., Chen, K., Zhu, S., Wang, P., & Zhang, H. (2020). Severe air pollution events not avoided by reduced anthropogenic activities during COVID-19 outbreak. Resources, Conservation and Recycling, 158(March), 104814. 

https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.104814

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