??大氣環(huán)境科學(xué)研究的發(fā)展與大氣環(huán)境受污染物質(zhì)的沖擊和影響直接有關(guān)，世界范圍內(nèi)有關(guān)科學(xué)研究都是在一系列大氣環(huán)境污染問題推動下發(fā)展的，我國關(guān)于大氣顆粒物尤其是細(xì)顆粒物（PM2.5）的研究亦是如此。

2012年秋冬及2013年初全國大范圍出現(xiàn)重污染天氣以來，尤其是“大氣十條”實施以來，在基礎(chǔ)研究方面，國家自然科學(xué)基金委員會圍繞大氣污染形成機(jī)理及大氣污染對健康的影響，于2015年正式啟動“中國大氣復(fù)合污染成因、健康影響與應(yīng)對機(jī)制”聯(lián)合重大研究計劃項目，包括成因與應(yīng)對機(jī)制、大氣細(xì)顆粒物的毒理與健康效應(yīng)兩大方向；在治理技術(shù)方面，科技部于2016年以來持續(xù)實施國家重點研發(fā)計劃“大(污染成因與控制技術(shù)研究”重點專項；在管理研究方面，2017年9月，環(huán)保部牽頭實施“大氣重污染成因與治理攻關(guān)項目”，圍繞《京津冀及周邊2016-2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，為排放清單、污染源解析、控制方案提供科技支撐等。

大量科研投入產(chǎn)生的成果，為人們準(zhǔn)確掌握PM2.5污染的成因、來源、危害等有關(guān)事實，以及探究這些事實所隱含的機(jī)制和意義，并且運用這些事實和機(jī)制達(dá)到最佳控制效果等提供了重要支撐。

當(dāng)然，PM2.5被認(rèn)為是最復(fù)雜的大氣污染物，代表了大氣復(fù)合污染的復(fù)合性及復(fù)雜的綜合信息，關(guān)于PM2.5的一些謎團(tuán)剛剛揭開，更多未知的問題還需要去深入了解，距離完完全全的認(rèn)知還有很遠(yuǎn)的距離。

一、大氣污染基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得的一些重要進(jìn)展

近年來，我國研究者通過外場觀測、實驗室模擬和數(shù)值模型等方法對大氣環(huán)境的物理過程、化學(xué)過程等進(jìn)行了多角度多層次的研究，其中關(guān)注的主要問題包括：大氣復(fù)合污染的來源研究、大氣環(huán)境的氧化過程和污染成因以及大氣污染的傳輸?shù)取?/span>

（1）北京大學(xué)研究團(tuán)隊提出大氣復(fù)合污染的科學(xué)概念。

針對我國大氣污染特征的本質(zhì)變化，我國應(yīng)對的不再是單一類型的大氣污染問題，而是多種污染物同時以高濃度存在的難題。更加重要的是，以O(shè)3和PM2.5為代表的大氣污染物在來源、形成過程和環(huán)境效應(yīng)等方面都是相互作用、密切聯(lián)系的。這種“復(fù)合”特征的大氣污染在全球范圍具有獨特性。

（2）形成大氣氧化性的科學(xué)理論。

大氣氧化是大氣化學(xué)過程的本質(zhì)，劇烈的人為活動會改變大氣氧化性的平衡，導(dǎo)致大氣氧化能力的快速上升，成為一系列重大大氣污染問題（酸雨、O3和PM2.5）的根源之一。

調(diào)控大氣氧化水平成為大氣污染控制的重要環(huán)節(jié)，成為破解大氣酸化、O3和二次顆粒物等污染問題的關(guān)鍵。

（3）形成我國大氣污染總量控制理論。

為支撐國家空氣質(zhì)量改善，形成了系統(tǒng)的大氣污染總量控制理論，包括大氣污染臨界水平量化、排放與環(huán)境目標(biāo)之間源-受體關(guān)系、總量控制目標(biāo)確定及總量分配方法、總量控制的環(huán)境效果評估方法等。這一理論體系在國家SO2和酸雨控制實踐中發(fā)揮了堅實的支撐作用，并將逐步擴(kuò)展到大氣污染防控的其他領(lǐng)域。

（4）形成大氣復(fù)合污染研究的技術(shù)體系。

北京大學(xué)以我國典型城市群的長期定點研究為基礎(chǔ)，針對大氣復(fù)合污染的特征，形成了包括監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、源排放、預(yù)測預(yù)報、防控方案在內(nèi)的技術(shù)體系，這技術(shù)體系在珠江三角洲已完成落地應(yīng)用，并逐步推廣到我國其他城市群，成為國家大氣行染聯(lián)防聯(lián)控的關(guān)鍵技術(shù)支撐。

（5）完成全國動態(tài)污染源清單。

污染源清單是大氣污染的科學(xué)研究和管理決策均重須的關(guān)鍵信息，但是長期以來成為我國大氣污染領(lǐng)城的一個薄弱環(huán)節(jié)。針對我國社會經(jīng)濟(jì)快速變化的特點，構(gòu)建了適宜我園的大氣污染源清單編制技術(shù)方法，井廣泛地應(yīng)用于空氣污染、氣象、能源和控制決策等各方面。高等學(xué)校在行染源清單方面的工作使得我國在這一領(lǐng)域進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

二、大氣環(huán)境質(zhì)量管理決策支撐方面的代表性成果

（1）大氣環(huán)境監(jiān)測單項技術(shù)已取得重要突破，初步形成了滿足常規(guī)監(jiān)測業(yè)務(wù)需求的技術(shù)體系。

研發(fā)的PM2.5、O3、VOCs等污染物監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，基本滿足了城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測等需求，有效支撐了空氣質(zhì)最新標(biāo)準(zhǔn)的實施；研發(fā)的部分高端科研儀器如氣溶膠雷達(dá)、單顆粒氣溶膠飛行時間質(zhì)譜儀等已開始得到應(yīng)用。

（2）大氣污染源排放清單技術(shù)取得了具有國際影響力的重要成果。

基于大量現(xiàn)場測試，初步建立了基于工藝和控制技術(shù)的中國大氣污染源排放因子庫；開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多尺度高分辨率排放源模式，建立了在線排放清單計算和網(wǎng)格化處理技術(shù)平臺，實現(xiàn)了多年度、多尺度、多化學(xué)組分的排放清單集成計算處理及與大氣化學(xué)模式之間的無縫鏈接；建立了集成不確定性分析、衛(wèi)星逼感、地面觀測、模型模擬的排放清單多維校驗技術(shù)。

（3）大氣污染預(yù)報預(yù)警與過程分析技術(shù)方面，CMAQ、 CAMx以及中國科學(xué)院大氣物理所自主研發(fā)的嵌套網(wǎng)格空氣質(zhì)量預(yù)報模式（NAQPMS）等模型在全國和重點城市得到了快速發(fā)展和大量應(yīng)用。

清華大學(xué)開發(fā)的臭氧RSM模型和顆粒物RSM模型能夠進(jìn)行快速污染源解析，特別是對于非線性系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用于中國東部、長三角及珠三角地區(qū)。中國環(huán)境規(guī)劃院和清華大學(xué)等基于CAM、空氣質(zhì)量模型的顆粒物來源追蹤技術(shù)（PSAT）定量模擬了全國PM2.5的跨區(qū)域輸送規(guī)律，建立了全國31個省市（源）向333個地級城市（受體）的PM2.5傳輸矩陣，為區(qū)域大氣污染控制提供了重要決策支撐。

三、重點源大氣污染治理技術(shù)術(shù)研發(fā)及應(yīng)用進(jìn)展

當(dāng)前，我國主要大氣污染物排放量大，多種污染物同時以高濃度存在，形成過程相互影響，頻發(fā)灰霾等區(qū)域性環(huán)境污染問題。

從污染物主要來源看，主要是電力、冶金、建材、化工等工業(yè)排放，機(jī)動車、船舶等交通運物排放，城市揚塵、散燒煤、農(nóng)畜業(yè)等面源排放。

近年來，國家通過自然科學(xué)基金、“973”計劃、“863”計劃、國家科技支撐計劃、環(huán)保部公益性項目、國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項等科技項目投入了大量經(jīng)費，用于支持先進(jìn)大氣污染物控制技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

（1）顆粒物治理技術(shù)方面。

近年來主要在顆粒物凝并長大動力學(xué)機(jī)理研究、基于強(qiáng)化細(xì)顆粒物脫除的靜電/布袋增效技術(shù)研究，以及多場協(xié)同作用下顆粒物高效控制新技術(shù)開發(fā)等方面取得了重大進(jìn)展，發(fā)展了靜電除塵、袋式除塵和電袋復(fù)合除塵等除塵技術(shù)，其中現(xiàn)有近75%的火電機(jī)組安裝了靜電除塵器，濕式靜電除塵、移動極板電除塵、低溫電除塵、高效凝并、煙氣調(diào)質(zhì)、高效供電電源等多種高效除塵技術(shù)也得到了完善開發(fā)和應(yīng)用。

（2）SO2控制技術(shù)方面。

在脫硫效率、吸收劑品質(zhì)適應(yīng)性、煤質(zhì)和硫份適應(yīng)性等多方面研究取得突破，使石灰石/石灰-石膏濕法（含白泥、電石渣）、循環(huán)流化床干法/半干法、氨法、海水法等主要煙氣脫硫技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展。

（3）NOx控制技術(shù)方面。

發(fā)展了低NOx燃燒技術(shù)、選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝技術(shù)、選擇性非值化還原法（SNCR）煙氣脫硝技術(shù)和SNCR-SCR耦合脫硝技術(shù)等。

（4）VOCs治理技術(shù)方面。

隨著近年來VOCs控制理論的不斷發(fā)展，VOCs控制正向從源頭控制到未端治理的全工藝流程治理轉(zhuǎn)變，以吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、生物技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)以及幾種典型組合技術(shù)為代表的VOCs控制技術(shù)得到初步應(yīng)用發(fā)展。

（5）移動源大氣污染治理技術(shù)方面。

我國機(jī)動車尾氣處理裝置行業(yè)在產(chǎn)品技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)裝備和制造水平上均有明顯提升。

以柴油車尾氣處理領(lǐng)域為例，形成了滿足國四排放標(biāo)準(zhǔn)的成套后處理技術(shù)與裝備，在國產(chǎn)柴油車上實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，支撐了全國范圍內(nèi)柴油車國四標(biāo)準(zhǔn)實施，關(guān)鍵技術(shù)的突破與應(yīng)用帶動了我國柴油車污染排放控制領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“十二五”期間已建成年產(chǎn)600萬升的大尺寸SCR催化劑載體生產(chǎn)線，建立了年產(chǎn)70萬套的SCR催化轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)線，建成了年產(chǎn)300萬升的DOC生產(chǎn)線，以及年產(chǎn)20萬件的CDPF涂覆生產(chǎn)線。

（6）面源大氣污染控制技術(shù)方面。

主要在煤改氣及天然氣鍋爐低氮燃燒、生物質(zhì)爐灶利用、餐飲業(yè)油煙分解、路面揚塵凈化、農(nóng)畜業(yè)氨排放控制等面源污染物控制等方面取得了一定進(jìn)展。

推進(jìn)煤改氣及低氮燃燒技術(shù)在治理原煤散燒過程中得到了應(yīng)用，并進(jìn)一步研究開發(fā)了低NOx的燃?xì)忮仩t；生物質(zhì)爐灶在新型爐具市場呈增長趨勢，采用二次進(jìn)風(fēng)半化燃燒方式，研究設(shè)計了熱效率較高的生物爐灶；催化臭氧氧化、介質(zhì)阻擋放電等技術(shù)在餐飲業(yè)油煙凈化中得到應(yīng)用，可同時抑制二次污染的產(chǎn)生；納膜抑塵技術(shù)、氣霧抑塵技術(shù)等已開始應(yīng)用于揚塵治理；通過低氮伺料喂養(yǎng)、飼養(yǎng)房改造，及構(gòu)建農(nóng)畜業(yè)污染物堿排控制技術(shù)體系，有效解決我國農(nóng)畜業(yè)的氨排放問題。

（7）室內(nèi)空氣污染物凈化技術(shù)方面。

在室內(nèi)空中的VOCs、超細(xì)顆粒物以及有毒有害微生物防治方面取得了顯著進(jìn)展。

低溫下催化分解甲醛、苯等揮發(fā)性有機(jī)污染物的治理研究得到了迅速的發(fā)展；典型循環(huán)“存儲-放電（Cycled Storage-Discharge，CSD）等離子體可實現(xiàn)室溫條件下所有濕度范圍內(nèi)甲醛和苯系物的完全氧化。

研究開發(fā)了高效空氣過濾器（High Efficiency Particulate Air，HEPA）和靜電駐極體過濾器等除塵設(shè)備，可有效去除室內(nèi)空氣中的超細(xì)顆粒物。

研究開發(fā)的新型高中效空氣過濾、高強(qiáng)度風(fēng)管紫外線輻照和室內(nèi)空氣動態(tài)離子殺菌組合空氣衛(wèi)生工程技術(shù)等有害微生物凈化新方法，均顯示出優(yōu)良空氣除菌效果。

本文節(jié)選于《大氣細(xì)顆粒物污染》，由中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會編著。