我国大气污染现状、趋势与科技需求

颗粒物大小与来源
Ultra Fine
Fine
Coarse
Sulfates Nitrates Ammonia Carbon Lead (HM) Organics
Soil Dust Silica Salts Pollen Tire Rubber
0.1 um
1 um 2.5 um
10 um
PM 2.5的环境效应
中国机动车增长趋势 Vehicle Population Trends in Past 15 years in China
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
Vehicle Mobile MC
Annual Trend of NOx Emissions
Total NOx emissions (Mt/yr) Total energy consumption
pH>7.0 pH:5.6-7.0 pH:4.5-5.6
pH: 4.0-4.5 pH:: 3.5-4.0 TaiWan: NA
Middle 90’s
40% of total land 4 main regions
城市二氧化硫年均值变化图
0.12
0.1
毫克/立方米
0.08
0.06
0.04
总平均值
SO2 酸雨 SO2 酸雨
NOx TSP
TSP NOx
PM10 PM2.5 光化学烟雾
Ozone 臭氧层破坏
GHG 气候变化
TOXICS(VOCs & PAHs) 人体健康
PARTICULATES 颗粒物
Size
TSP
Coarse Particles 粗粒子
PM10 PM2.5
Inhalable Particles 可吸入颗粒物 Fine Particles 细粒子
南方城市平均值
0.02
北方城市平均值
0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
10,000units 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
国家自然科学基金委出国培训班
中国大气污染的现状、趋势 及科学需求
郝吉明 清华大学环境科学与工程研究院
2002年9月25日
1. 大气环境问题的发展历程
2. 我国大气污染现状与特征 3. 我国大气污染的控制与治理 4. 解决大气环境问题的挑战
大气环境问题的发展历程
70年代之前 80年代
90年代以来
烟尘 TSP SO2
0.1
0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
沉积在呼吸道中的粒子作为粒径函数
中国经济高速发展进程
GDP,ÚÒ ªÔ
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
0 1950
(100Mt SCE)
14
16
NOX emissions
Energy consumption
•12NOx Emissions, Mt
14
10
12
10 8
8 6
6
4
4
2
2
0
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Year
72% from coal, 21% from oil
Äê
ÜÄ ´Ô ûÏ Ñ·Ü׿Á ¬£ òÍ Ö¶ 걼׺Ã
一次能源消费
160000 140000 120000 100000
80000 60000 40000 20000
0 57 62 65 70 75 78 80 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 Äê
Chemical composition
Elemental carbon, EC, soot
Organic carbon, OC, adsorbed HCs, PAH etc.
Soluble Organic Fraction, SOF
Metals, (from fuel, engine wear, brakes, catalyst)
120
ÉÏ º£ ÊÐ
100
±¾© ÊÐ
80
¹ã ÖÝ ÊÐ
60
40
20
0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996
Äê · Ý
广州市SO2和NOx年日均浓度及NOx/SO2比率的年际变化
北京市1981-1997年SO2和NOx年日均浓度的年际变化
• 降低大气能见度 • 云凝结核 • 干沉降 • 远距离输送 • 污染物载体 • 进入呼吸道 • 化学反应床
阳伞效应 致酸物质 危害生态系统 区域性酸沉降 携带有害有毒污染物 影响人体健康 多相化学反应
城市总悬浮颗粒物污染趋势
0.6
总平均值
南方城市均值
0.5
北方城市均值
0.4
毫克/立方米
0.3
0.2
1960
1970 1980 Äê
1990
2000
城市化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dz ÐÊ ËÈ Ú¿ ùË ¼Õ ȱÊ ¬£ %
城市人口
35
1950 0.58亿
30
1960 2.14亿
25
1999 3.89亿
城市个数
20
1980 223
15
1990 467
10
1999 667 基础设施
滞后于城市化进程
5
0 78 80 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
Million Tons
Emission Trend of SO2 and Dust
25
Dust SO2
20
15
10
5
0 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001
Year
Acid Rain Development
Early 80’s
0.07
城市氮氧化物浓度年均值变化图
0.06
0.05
毫克/立方米
0.04
0.03
0.02 0.01
0
总平均值 南方城市 北方城市
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
北京、广州和上海市机动车保有量增长的年际变化
£±ÐÓ ¿Á ×104/Á¾
低平流层 Lower troposphere
氮氧化物+碳氢化合物+阳光=臭氧+各种氧化剂+颗粒物 NOx + HC + light = O3 + Oxidants + Aerosol