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1、热烈欢迎郝院士,莅临我院讲学！,城市发展中的大气环境问题郝吉明 清华大学环境科学与工程研究院 2012.06.04,空气污染是全球特大城市面临的共同问题 PM2.5逐渐进入空气质量标准 我国大气PM2.5污染特征 如何防治大气PM2.5污染,主要内容,伦敦烟雾事件： 发生于英国伦敦的多起大气污染公害事件。有据可查的重大烟雾事件12起。最为严重、影响最大的是1952年的烟雾事件。 1952年的12月4日，原本晴朗的天空，渐渐变得灰蒙蒙的。此时，受到气旋的影响，伦敦的风速逐渐转小，云层慢慢地将整个天空遮蔽了。到中午时，天空已经阴霾弥漫。12月5日，伦敦的风速几乎为零，整个城市被连日不散的雾气紧紧包
2、裹，能见度缩小到1米之内。,空气污染是全球特大城市面临的共同问题,伦敦烟雾事件： 此后的3天情况继续恶化。可吸入颗粒物浓度达到了3000至14000微克/立方米。二氧化硫浓度比正常情况高出7倍。 孩子不能上学，以免在大雾中走失。伦敦机场烟雾弥漫，飞机无法起降。官方统计，在大雾封城的几天中，共导致了5000多人的死亡，之后的两个月内有8000多人相继死亡。死因调查发现：因支气管炎死亡的人数为正常时期的9倍，因肺结核死亡人数为正常期的5.8倍，因冠心病死亡的人数为正常期的2.4倍。,空气污染是全球特大城市面临的共同问题,6,1952年12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性,
3、伦敦烟雾事件： 伦敦烟雾事件的起因：主要归咎燃煤排出的烟尘。除工业外，每到冬天，约100万个烟囱排入成千上万吨的黑色烟尘。烟尘中的三氧化二铁成分，使空气中的二氧化硫变成硫酸，并附着在烟尘和雾滴上，一旦被人们吸入，就会导致胸口窒闷，并伴有咳嗽、喉痛、呕吐等症状。 烟雾事件之后，英国颁布“清洁空气法案”，以及空气污染控制法案。20多年后，伦敦的雾天变少了。1975年，只有15天；1980年降到了5天。,空气污染是全球特大城市面临的共同问题,洛杉矶烟雾事件： 洛杉矶烟雾事件是发生于美国的一起大气污染公害事件。洛杉矶海滨城市，自36年开发石油工业以后，工业迅速发展，人口急剧增加，全市汽车250多万辆，
4、每天消耗1600万升汽油，每天向城市上空排放大量的碳氢化合物、氮氧化物和一氧化碳。这些污染物排入大气后，在强烈阳光下，发生化学反应，形成刺激性强的光化学烟雾。 光化学烟雾是一种混合烟雾，含有多种成分，其中臭氧是最重要的，约占85%以上。主要成分都是氧化剂。,空气污染是全球特大城市面临的共同问题,洛杉矶烟雾事件： 洛杉矶西面临海，三面环山，5-10月阳光强烈，一年约有300天出现逆温层，市区空气在水平方向流动缓慢。光化学烟雾在这种情况下不易扩散，刺激人的眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎、肺水肿等疾病。1955年，洛杉矶严重的光化学烟雾事件中，近500人死亡。以后又曾发生使半数市民受到不同程度危害的严
5、重情况。,空气污染是全球特大城市面临的共同问题,10,洛杉矶烟雾事件,城市化进程加剧复合型大气污染,空气污染是全球特大城市面临的共同问题,发达国家：二次污染突出(PM2.5和O3) 发展中国家：一次污染严重二次污染凸显,Gurjar et al., 2008,AC：污染物浓度 GC：污染物浓度标准,大气灰霾已成为许多地区的重大民生问题,14,北京大气污染受到关注,北京,天津,空气质量较好,区域污染严重,2005.10.29 API 48,2005.10.26 API 176,空气污染是全球特大城市面临的共同问题 PM2.5逐渐进入环境空气质量标准 我国大气PM2.5污染特征 如何防治大气PM2
6、.5污染,主要内容,颗粒物大小,5到10微米的颗粒物可以在咽喉通过物理机制去除。小于5微米的颗粒物会到达支气管。直径小于2.5微米的颗粒物会通过呼吸进入肺部最深处，所以从人类健康讲是最受关注的颗粒物种类.,颗粒物大小影响其在大气和人体中的特性，并决定颗粒物是否会进入肺部，以及其被肺部吸收的潜能。大于10微米的颗粒物可以被鼻子和咽喉截住，而不会进入肺部。,National Council on Radiation Protection Model (NCRP, 1997),空气动力学直径, m,沉积效率， %,肺泡区,气管支气管区,合计,外胸腔区 （鼻到咽喉区域）,Ratio of death
7、rates to that in Portage, WI, as a function of fine particle concentration. Here P=Portage, WI; T=Topeka, KA; W=Watertown, MA; L=St. Louis, MO; H=Harriman, TN; and S=Steubenville, OH. After Dockery et al. , “An Association between Air Pollution and Mortality in Six U.S. Cities”, New England J. of Me
8、dicine, Vol. 329, pp. 1753-1759, 1993. Copyright 1993 Massachusetts Medical Society, All rights reserved.,Annual average fine particulate concentration (g/m3),Ratio of annual death rate to that in Portage, WI,与颗粒物有关的健康危害,由心脏病和肺病造成的过早死亡 使心脏病和肺病恶化，并和以下疾病有关： 心血管疾病 心律失常 心脏病 呼吸系统疾病：哮喘、支气管炎 以上可导致入院率，急诊病历，
9、病假率和限制活动天数的上升。 儿童和老年人，及有呼吸和心脏问题的人可能会对PM2.5特别敏感,与颗粒物有关的健康危害,美国Arden Pope教授和他的同事们研究了美国1980年-2000年期间随着空气污染的减少人类预期寿命的变化。研究发现，在所研究的大城市中，PM2.5由每降低13-14微克/立方米，预期寿命会增加0.82年。长期减少空气污染，将会带来5-7个月的预期寿命增加。,PM2.5 每增加10ug/m3居民死亡增加的百分比 （均数与95%CI）,PM2.5环境影响：人体健康,（阚海东 等，2010）,吴兑等,中国环科院 张凯、柴发合等,大气能见度下降趋势显著,能见度与PM2.5呈对数
10、负相关关系, 以广州为例当PM2.5每下降10%,能见度可改善6-8%,美国大气颗粒物标准的演变,23,美国PM2.5标准加严的过程,2005年世界卫生组织(WHO) 引入PM2.5,我国大气环境保护的战略目标,2050年全国大气环境保护的总体目标：通过大气污染综合防治，大幅度降低环境空气中各种污染物的浓度，城市和重点地区的大气环境质量得到明显改善，全面达到国家空气质量标准，基本实现世界卫生组织(WHO)环境空气质量浓度指导值，满足保护公众健康和生态安全的要求。（希望与世界卫生组织的标准体系接轨。）,新时期环境空气质量标准的特征,针对性 ：应以保护人体健康为第一目标 战略性：为实现环境宏观战略
11、目标服务 可比性：与WHO/发达/发展中国家参比 （去年11月23日中国环境报对话栏目专访：新标准更加关注公众健康）,28,总悬浮颗粒物 飘尘（参考） 二氧化硫 氮氧化物 光化学氧化剂,1979年,环保法（试行）,1982年,大气环境质量标准(GB 3095-82),1987年,大气法,1996年,环保法,1989年,2000年,环境空气质量标准(GB 3095-1996),2012年,环境空气质量标准修改单,总悬浮颗粒物 可吸入颗粒物 二氧化硫 氮氧化物 一氧化碳 臭氧,铅 氟化物 二氧化氮 苯并a芘,环境空气质量功能区维持不变,取消氮氧化物；放宽二氧化氮和臭氧二级限值,与国际接轨，适当增加
12、项目,中国环境空气质量标准演变过程,环境空气质量标准(GB 3095-2012),取消第三类功能区,增加PM2.5和臭氧8小时平均，收紧PM10和NO2限值，加严数据有效性,2012年环境空气质量标准的修订要点,PM10 ：二级标准年平均浓度限值由目前的100g/m3 调整为70g/m3 ； PM2.5 ：二级标准年和24 小时平均浓度限值分别为35g/m3 和75g/m3； O3 ：增加二级标准8 小时平均浓度限值160g/m3； NO2 ：二级标准年、24 小时和1 小时平均浓度限值分别从80g/m3、120g/m3 和240g/m3降到40g/m3、80g/m3和200g/m3；,201
13、2年环境空气质量标准的修订要点,将三类功能区调整并入二类； 加严了苯并a芘的浓度限值； 加严了铅,提出了部分重金属参考浓度限值； 提高监测数据统计的有效性要求； 第一个经国务院常务会议审议的环境标准； 新的环境空气质量标准标志我国大气环境管理开始由以污染物减排为目标导向向以环境质量改善为目标导向的战略性转变。,新标准推动环境空气质量管理与世界卫生组织接轨,以PM2.5为例,世界卫生组织目标值及指导值第一过渡阶段 第二过渡阶段 第三过渡阶段 指导值 年日均值 35 25 15 10 24小时均值 75 50 37.5 25 采用国家及 印度 欧盟 美国 加拿大 地区 墨西哥 泰国 日本 新加坡
14、澳大利亚,改善环境空气质量是国家和人民的意志,李克强副总理在第七次全国环境保护大会强调：“基本的环境质量是一种公共产品，是政府必须确保的公共服务。要努力不欠新账、多还旧账，解决好突出环境问题。 环境空气质量新标准的颁布，是全社会对改善环境质量的期待 新标准响应了公众对空气质量尤其细颗粒物的关注，因此，新标准体现了国家意志和人民意志，承载了全社会对改善空气质量的新期待。,环境空气质量标准带来的挑战：PM10,PM10 ：二级标准年平均浓度限值由100g/m3调整为70g/m3,2011年34个大中城市PM10的年均值在旧标准下均达标，而在新标准下仅有9个城市达标。,环境空气质量标准带来的挑战：P
15、M10,原标准达标率：71.4% 新标准达标率：20.5%,WHO,环境空气质量标准带来的挑战：PM2.5,PM2.5 ：年、24 小时平均浓度限值分别为35和75g/m3,PM2.5是我国大气污染控制的重中之重！,2010年4月到11月获得的189个有效日均值中，超过75g/m3的占17.4%，,环境空气质量标准带来的挑战：O3,O3 ：增加二级标准8 小时平均浓度限值160g/m3,美国臭氧标准变化历程,臭氧不达标区域数量,* Total Photochemical Oxidants,环境空气质量标准带来的挑战：O3,O3 ：增加二级标准8 小时平均浓度限值160g/m3,密云2008年12月到2009年11月共8305个有效小时均值，其中超过0.2mg/m3的小时数为293，占3.5%，而考虑新标准中增加的8小时滑动平均，超过0.16mg/m3的小时数为532，占6.4%。,空气污染是全球特大城市面临的共同问题 PM2.5逐渐进入环境空气质量标准 我国大气PM2.5污染特征 如何防治大气PM2.5污染,主要内容,PM,PM2.5是从哪里来的？,VOCsNO2 SO2,污染源直接向环境中排放颗粒物，和可以通过大气化学反应转化为颗粒物的颗粒物前体（ SO2,，NO2 ，VOCs ）,
