“十三五”時(shí)期以來(lái)，我國(guó)的環(huán)境污染治理力度之大前所未有，大氣環(huán)境質(zhì)量明顯改善。但是，大氣污染防治形勢(shì)仍然嚴(yán)峻。2020年，全國(guó)大氣PM2.5年均質(zhì)量濃度是 衛(wèi)生組織準(zhǔn)則值的6.6倍，仍有37.1%的城市PM2.5濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。O3污染呈現(xiàn)持續(xù)升高態(tài)勢(shì)，京津冀“2+26”城市的O3日 *大8小時(shí)濃度第90百分位數(shù)約為美國(guó)洛杉磯等污染較重城市的1.5倍—1.8倍，O3已成為僅次于PM2.5的影響空氣質(zhì)量的重要污染物。因此，PM2.5和O3協(xié)同控制已成為持續(xù)改善空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。

優(yōu)化NOx與VOCs協(xié)同減排路徑的必要性

PM2.5和O3的生成具有共同來(lái)源，NOx和VOCs是兩者共同的前體物，因此對(duì)PM2.5和O3的協(xié)同控制具備基本條件。NOx和VOCs在一定比例下通過(guò)大氣光化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生O3。如果NOx和VOCs控制比例不當(dāng)可能導(dǎo)致O3濃度的增加，還可能進(jìn)一步影響二次顆粒物的生成。因此，只有優(yōu)化NOx與VOCs協(xié)同減排路徑，才能實(shí)現(xiàn)PM2.5和O3的協(xié)同治理。

優(yōu)化NOx和VOCs減排策略，將長(zhǎng)期濃度的持續(xù)降低與短期減少高濃度暴露的需求銜接起來(lái)，還能在減排期間帶來(lái)顯著的健康和生態(tài)收益。從長(zhǎng)期來(lái)看，可確立成本 *小為目標(biāo)，確定達(dá)標(biāo)要求下NOx和VOCs減排的 *優(yōu)策略。但由于實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)需要大量減少前體物排放，可能需要10年以上的時(shí)間，因此即使減排總量確定，不同的NOx和VOCs控制路徑可以在減排期間產(chǎn)生不同的收益。由于當(dāng)前O3對(duì)VOCs較為敏感，因此在VOCs排放控制速度更快的情況下，能在整個(gè)控制NOx期間內(nèi)盡早額外降低PM2.5和O3濃度，減少PM2.5和O3對(duì)人群健康和生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，從而產(chǎn)生額外的且高于VOCs控制成本的健康和生態(tài)效益。

NOx深度減排是實(shí)現(xiàn)京津冀地區(qū)PM2.5和O3達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵

近年觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，京津冀地區(qū)硝酸鹽區(qū)域性污染十分突出，已經(jīng)成為PM2.5中 *主要的二次無(wú)機(jī)組分，其濃度快速上升已成為PM2.5爆發(fā)式增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一。NOx是硝酸鹽的前體物，因此控制PM2.5污染需要對(duì)NOx進(jìn)行控制。O3高污染時(shí)段出現(xiàn)在夏季，受夏季氣象條件和較高的自然源VOCs排放等因素的影響，NOx的深度減排才能 *終降低這一時(shí)段的O3濃度。但需注意的是，由于非線性響應(yīng)關(guān)系，從短期來(lái)看，NOx的單一減排可能使得O3濃度增加，因此，在制定近期的減排策略時(shí)，需要考慮如何協(xié)同控制VOCs和NOx。而當(dāng)我們討論達(dá)標(biāo)要求下的減排需求時(shí)，NOx的控制是必不可少的，它的深度減排對(duì)于持續(xù)降低PM2.5濃度、減少O3生成至關(guān)重要。

控制O3污染在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家也是一個(gè)難題，美國(guó)大洛杉磯地區(qū)（南海岸空氣盆地）是全美 *大的不達(dá)標(biāo)區(qū)域。與北京的情況類似，洛杉磯也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚廴疚飻U(kuò)散不出去，NOx與VOCs在大氣中相互作用形成更多O3。鑒于當(dāng)?shù)氐乩砼c氣候特點(diǎn)，南海岸空氣質(zhì)量管理局（SCAQMD）考慮了三個(gè)O3的控制策略（僅治理NOx的策略、僅治理VOCs的策略、NOx-VOCs均等策略），通過(guò)大量數(shù)據(jù)采集和建模分析， *終決定，把NOx排放削減作為其O3控制的主要策略，同時(shí)采取適當(dāng)策略性的VOCs減排。這一策略能緩解O3在NOx富集地區(qū)初期的增加，實(shí)現(xiàn)O3濃度達(dá)標(biāo)，并為PM2.5等的治理帶來(lái)協(xié)同效應(yīng)。

京津冀地區(qū)需制定季節(jié)性的減排策略

不同季節(jié)，PM2.5與O3濃度的特征有較大差異，二者對(duì)前體物排放的響應(yīng)也不同，因此污染治理需要各有側(cè)重。在冬季，O3化學(xué)處于VOCs敏感區(qū)，NOx減少會(huì)使O3增加。但冬季O3濃度本身較低，應(yīng)側(cè)重于對(duì)PM2.5的控制。但如果只控制NOx而不控制VOCs，可能會(huì)增加大氣氧化性并顯著影響二次PM2.5的形成，因此需要在當(dāng)前冬季錯(cuò)峰生產(chǎn)措施的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化VOCs控制。夏季，PM2.5和O3需協(xié)同控制。O3對(duì)NOx排放的敏感性增大，NOx排放量的大幅減少對(duì)于O3污染控制效果比VOCs減排帶來(lái)的效果更好。因此，需要在VOCs強(qiáng)化措施的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低區(qū)域NOx排放，促進(jìn)降低O3峰值濃度。

京津冀地區(qū)VOCs和NOx減排比例如何設(shè)置？

NOx與VOCs的相對(duì)大小是影響O3化學(xué)的重要因素之一。減排比例的比值會(huì)受季節(jié)、控制區(qū)域范圍大小等的影響。當(dāng)僅城市單獨(dú)減排時(shí)，VOCs的減排要高于NOx。但當(dāng)區(qū)域聯(lián)合控制時(shí)，O3對(duì)NOx的敏感性增加，控制范圍越大，NOx的減排帶來(lái)的O3控制效果越好。VOCs/NOx減排比例在一年內(nèi)變化也較大，考慮區(qū)域聯(lián)合控制，從冬至夏，京津冀各城市NOx/VOCs減排比例的比值中位數(shù)約從0.95（12月）降到0.02（7月）。當(dāng)NOx減排量超過(guò)36%—53%時(shí)，VOCs減排效果將小于NOx。

以北京為例，冷季（1月—2月、11月—2月）VOCs/NOx的減排比值在0.68—0.87左右，主要是避免氧化性增強(qiáng)促進(jìn)二次顆粒物生成。暖季（5月—9月）所需VOCs/NOx減排比值較低（約0.37，7月無(wú)須VOCs控制可使?jié)舛冉档停?。冷暖季相交的時(shí)段，VOCs/NOx比值約為0.44。這一時(shí)期，O3濃度不高，但仍需注意NOx控制的短期不利影響。

還需注意的是，隨著減排的進(jìn)行，需要考慮污染物化學(xué)生成敏感性的變化調(diào)整協(xié)同控制策略。在冷季，當(dāng)NOx持續(xù)減排超過(guò)40%—51%時(shí)，其減排對(duì)于O3的控制效果將高于VOCs。在暖季，當(dāng)NOx持續(xù)減排超過(guò)21%時(shí)，可進(jìn)一步促進(jìn)O3對(duì)NOx敏感性向正敏感性的轉(zhuǎn)變，因此當(dāng)減排進(jìn)行到這一程度，就可以更加重視對(duì)NOx排放的削減。

作者單位：清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院