大气氧化性视角下我国PM2.5和O3污染成因分析与调控策略思考.pdf

1、大气氧化性视角下我国PM2.5和O3污染成因分析与调控策略思考陆 克 定北京大学环境科学与工程学院生态环境部大气臭氧污染防治重点实验室2025.08.282025 Yangtze River Delta(YRD)Clean Air Forum汇报提纲 当前大气污染防治面临的新形势 臭氧污染成因剖析 二次颗粒物污染成因剖析 臭氧和PM2.5耦合机制剖析 国家层面总体调控策略思考我国PM2.5污染快速改善，但近年来速度明显放缓，边际递减效应凸显O3污染无明显改善，浓度呈高位波动态势，O3污染超标日占比稳定上升不同首要污染物超标天数在总超标天数中占比大气十条和蓝天保卫战期间PM2.5和O3浓度变化趋

2、势0%20%40%60%80%2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023PM2.5PM10O3SO2NO2COPM2.5PM10O3SO2NO2数据来源：中国生态环境状况公报（基于337-339个城市统计结果）硝酸盐和二次有机气溶胶等二次组分在PM2.5中占比逐渐增大PM2.5与前体物减排的非线性响应关系逐渐凸显Huang et al.,NSR,2020疫情期间NOx大量减排，二次PM2.5浓度不降反升珠三角地区PM2.5二次组分占比不断升高Yan et al.,AE,2020我国东部城市群地区成片式的大范围臭氧污染时有发生，持续十数天臭氧污染向冬

3、春冷季蔓延，PM2.5和臭氧双高污染进一步加剧 2019年9月底以来东部地区大范围O3污染3月份O3浓度不断升高，与PM2.5污染同时出现2019.09.29Li et al.,PNAS,2021中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2023）2013-2022年地表PM2.5年平均浓度变化趋势2013-2022年地表O3MDA8暖季平均浓度变化趋势过去十年，我国地表PM2.5浓度迅速下降，降幅可达5.1微克/立方米/年我国是过去10年地表O3增加显著的区域，但浓度仍显著低于墨西哥城等墨西哥城北京洛杉矶 过去10年PM2.5改善成果显著，臭氧浓度也低于同纬度的超大城市，更远低于欧美经济快速发展阶段的臭氧

4、浓度，PM2.5和臭氧可防可控且均已初见成效。当前，以二次PM2.5和臭氧为代表的二次污染物已成为我国空气质量改善的核心问题，大气环境管理将进入以二次污染防控为主的新阶段。由于二次污染物与前体物的排放存在非线性响应关系，不合理的减排路径将导致空气质量改善效果边际效益递减甚至恶化的情况出现，科学理论指导下的大气污染防治是未来实现空气质量深度改善的关键。汇报提纲 当前大气污染防治面临的新形势 臭氧污染成因剖析 二次颗粒物污染成因剖析 臭氧和PM2.5耦合机制剖析 国家层面总体调控策略思考O3O3O2hvCH4+NO+hv农业农业长距离输送长距离输送O3NOx+VOCs+hv沉降沉降城市城市A城市城

5、市BNOx+BVOCO3O3沉降沉降森林森林O3NOx+VOCs+hv平流层平流层对流层对流层闪电闪电O3污染机制及其影响因素1.背景臭氧3.局地化学生成2.传输：区域化学生成城市间相互输送（频繁发生）O3浓度=1.背景化学+2.区域化学生成+3.局地化学生成 4.沉降 5.化学去除沉降H2O+OHhv气候气象（平流层）、CH4、NO气象、VOC、NOX土地利用类型气象5.化学去除4.沉降 气候、气象条件是关键驱动因子 全球-区域-城市的VOCs和NOx排放与转化是主控因素 平流层入侵偶尔发生O3污染成因与来源-气候与气象因子影响 气候变化对O3浓度的影响 在靠近人为污染的区域，气候变化引起的

6、O3变化速率约为温度每增加1，O3增加0.44g/m3 IPCC第六次评估报告 在20至30年的时间尺度上，气候变化对中国O3浓度变化的影响范围约为-8+20 g/m32013-2019年夏季年夏季O3年际变化趋势年际变化趋势1980-2010年气候变化（左）和人为排放（右）对夏年气候变化（左）和人为排放（右）对夏季季O3浓度影响浓度影响 气象条件对O3年际变化的贡献基于多元线性回归模型（MLR）的研究结果表明，2013-2019年夏季，气象因素对全国O3增加趋势的贡献为37%（其中华北平原为42%，长三角为44%）2019年我国多地遭遇夏季异常高温、干旱的极端天气，导致O3浓度偏高；2019