引言

20世纪70年代，以派员参加联合国人类环境会议和组织召开第一次全国环境保护会议为代表，我国开启了现代污染防治和环境保护的新征程^[1]。大气环境管理作为环境保护的重要组成部分，在此后的50年间不断深入发展。随着大气环境问题从煤烟型向以PM_2.5和O₃为特征的区域复合型污染的演变^[2]，大气污染防治工作大致经历了消烟除尘、酸雨和SO₂控制、污染物排放总量控制、区域复合型污染防治4个阶段，污染控制模式也从以污染物排放浓度控制为核心、以污染物排放总量控制为核心逐渐走向以大气环境质量改善为核心。不同阶段的控制重点都紧密围绕着当时要解决的主要大气问题，引领我国大气环境管理走向深入。到2020年，全国城市SO₂和CO均达标，NO₂超标城市数量控制在10% 左右，以PM_2.5为主的颗粒物污染治理成效显著，但与保护人体健康的要求相比，我国环境空气质量仍有较大差距^{[2, 3]}。2020年全国PM_2.5平均浓度为世界卫生组织（WHO）指导值的3.3倍，O₃污染问题也日益凸显。而我国目前以煤为主的能源结构、以重化工为主的产业结构、以公路为主的运输结构给大气环境治理带来了较大的挑战。此外，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布的“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，也给大气环境治理带来更大的机遇与挑战。本文在系统回顾我国大气污染治理历程的基础上，立足于减污降碳协同增效和2035年美丽中国建设目标的需求，研究了我国中长期空气质量改善路径；立足于PM_2.5和O₃协同控制的需求，提出了“十四五”期间空气质量管理基本思路。研究成果对制定中国中长期空气质量改善路径具有重要意义，可为环境管理部门提供有效的技术支撑。

1 大气环境管理历程 1.1 消烟除尘阶段（1972—1990年）

20世纪70年代到90年代，随着经济的快速发展和能源消耗量的急剧增加，我国城市煤烟型污染越来越严重，大气污染防治工作在探索和实践中不断发展。1973年我国发布了第一个国家环境保护标准《工业“三废”排放试行标准（GBJ 4—1973）》，规定了工业废气中一些污染物的容许排放浓度和排放量。1982年我国发布了首个《大气环境质量标准（GB 3095—1982）》，划分了三类环境空气功能区，不同功能区针对不同的保护对象，执行不同的大气污染物标准浓度限值^[1]。1988年6月起，我国实施首部《大气污染防治法》，为保护和改善生态环境、保障人体健康、促进社会经济和环境的协调发展提供了法律依据。此阶段主要大气环境问题是烟粉尘污染，到90年代，SO₂排放引起的污染问题也开始逐渐显现。空气污染范围主要限于城市局地，空气质量管理以属地管理为主。针对这个阶段的主要环境问题，大气污染防治工作重点为工业点源的烟粉尘，实施了以大气污染物排放标准为主要载体的排放浓度控制，要求锅炉、工业窑炉烟尘达标排放，并推行了集中供热和城市燃料结构优化等一系列措施，取得了一定效果，重点工业点源的排放强度明显降低，空气中总悬浮颗粒物浓度在1986—1990年降低了30% 左右。但经济快速发展导致了污染物排放总量快速增长，排放浓度达标与环境空气质量继续恶化的矛盾仍然无法解决，相关学者开始探索基于大气环境容量的总量控制（表 1）。

1.2 酸雨与二氧化硫控制阶段（1991—2000年）

20世纪90年代到21世纪初，我国的大气污染防治在对污染源持续关注的基础上，逐渐对大气环境也有了更多的关注。1992年我国代表参加了联合国环境与发展会议，会议通过了《关于环境与发展的里约热内卢宣言》和《21世纪议程》，随后我国积极履行约定和承诺，相继做出多项重大决策并采取积极的大气污染防治行动，主要防治对象为SO₂和总悬浮颗粒物，控制重点为燃煤锅炉与工业排放^[4]。但大气污染防治执行力度有限，SO₂排放量持续增长。这一时期，长江以南的广大地区降水酸度迅速升高，环境问题从局地煤烟型向区域性污染转变，污染控制思路从排放浓度控制向总量控制过渡，致酸污染物的总量控制成为酸雨污染防治的重点。我国高度重视酸雨污染问题，将酸雨和SO₂污染控制纳入修订的《大气污染防治法》。1996年国务院发布了《关于环境保护若干问题的决定》，正式提出实施污染物排放总量控制，要求原国家环境保护局按照《大气污染防治法》会同有关部门依法提出了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区（“两控区”）。

此外，1996年我国对《大气环境质量标准》进行了第一次修订，对总悬浮颗粒物等14个环保术语以及环境质量分区分级有关内容进行了修改，同时在主要污染物排放实施总量控制基础上，开始推进全国16个城市大气排污许可制度试点工作。

这一阶段，通过实施燃煤含硫量限值、工业污染源SO₂达标排放、SO₂排放总量控制、机动车污染排放控制、征收SO₂排污费、大气排污许可制度等措施，全国SO₂、酸雨污染得到一定缓解。但是，到2000年全国仍有70多个城市SO₂年均浓度超标，华中、华南、西南和华东的酸雨污染问题依然严重（表 1）。

1.3 污染物排放总量控制阶段（2001—2010年）

在“两控区”相关政策的基础上，我国大气污染控制的模式逐渐走向以污染物排放总量控制为核心^[5-7]。从“十五”到“十二五”，我国持续开展污染物排放总量控制，对SO₂和NO_x排放量的控制取得了显著效果。2002年10月，国务院批复了《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》，将SO₂排放控制总量落实到各省级单位及其所属的“两控区”，主要防治对象为电力行业SO₂。2006年，我国发布了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》，SO₂排放总量首次纳入国家约束性指标体系。为了保障SO₂减排目标的顺利实现，国家将“十一五”总量控制指标分解落实到省（自治区、直辖市）及火电行业。此外，我国还建立了节能减排责任制和问责制，减排指标完成情况被纳入各地经济社会发展综合评价体系，实行“一票否决”。2011年我国发布的《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，将SO₂、NO_x排放总量双指标同时纳入了国家“十二五”约束性指标体系，非电行业脱硫和电力、水泥脱硝是这个时期的主要防控措施^{[8, 9]}。为了促进主要大气污染物总量目标的实现，国家出台和实施了一系列配套规划和政策，主要包括《“十一五”期间全国主要污染物排放总量控制计划》 《节能减排综合性工作方案》《主要污染物总量减排统计办法》《主要污染物总量减排监测办法》《主要污染物总量减排考核办法》等文件以及脱硫脱硝电价补贴、排污交易等经济政策，建立和完善了主要污染物总量控制统计、监测和考核体系。

在我国经济保持平稳较快增长情况下，总量控制的环境效果明显。全国SO₂、NO_x排放总量出现大幅下降，大气中SO₂、NO₂年均浓度均有所降低，基本解决了酸雨污染问题。其中：“十一五”时期全国SO₂排放量下降14%左右，火电行业脱硫机组总装机容量占比由2005年的12.0%快速上升到2010年的82.6%^[10]；“十二五”期间，全国SO₂、NO_x排放总量分别累计下降18.0%、18.6%，脱硫、脱硝机组容量占煤电总装机容量比例分别提高到99%、92%，完成煤电机组超低排放改造1.6亿kW。虽然主要大气污染物出现明显下降，但是PM_2.5等区域污染问题日益严重，其主要原因是环境政策和措施的制定在污染物排放与空气质量改善关系方面的考虑存在不足^[11-13]（表 1）。

1.4 区域复合型污染防治阶段（2011年至今）

“十二五”中期以来，全社会对雾霾的高度关注逐渐推动形成了以环境质量为核心的控制思路^{[14, 15]}。为应对日益凸显的以PM_2.5为特征的区域复合型大气污染，2012年国务院批复了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，初步树立了以大气环境质量改善为工作核心目标的导向。党的十八大以后，生态文明建设力度显著加大，生态文明思想深入人心，在这一背景下，2013年国务院印发了《大气污染防治行动计划》（以下简称“大气十条”），正式确立了以大气颗粒物浓度为核心控制目标的大气污染防治模式，通过多种污染源综合控制与多污染物协同减排，全面开展大气污染联防联控^{[16, 17]}。为推进空气质量持续改善，实现“十三五”空气质量改善目标，2018年国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（以下简称“行动计划”），进一步巩固和加强了以PM_2.5等典型复合大气污染物为核心的控制架构^{[18, 19]}。

1.4.1 大气污染防治行动计划

“大气十条”是2013—2017年我国大气污染防治的纲领性文件，提出了全国及重点地区空气质量改善要求，并将PM₁₀、PM_2.5浓度下降比例作为控制指标^{[20, 21]}。“大气十条”提出了加大综合治理力度，减少多污染物排放；调整优化产业结构，推动产业转型升级；加快企业技术改造，提高科技创新能力；加快调整能源结构，增加清洁能源供应；严格节能环保准入，优化产业空间布局；发挥市场机制作用，完善环境经济政策；健全法律法规体系，严格依法监督管理；建立监测预警应急体系，妥善应对重污染天气；明确政府、企业和社会的责任，动员全民参与环境保护等十大措施。为破解京津冀地区大气污染防治中的热点和难点问题，2016年7月环境保护部还发布了《京津冀大气污染防治强化措施（2016—2017年）》。通过“大气十条”的实施，2017年全国可比城市的PM_2.5年均浓度相比2013年降幅高达35%，北京市PM_2.5年均浓度从90μg/m³下降到58μg/m³。我国通过实施“大气十条”，在世界上首次实现如此大的地域范围内的大气环境快速改善，被联合国赞誉“在应对国内空气污染方面表现出了无与伦比的领导力”。

1.4.2 打赢蓝天保卫战三年行动计划

“行动计划”是在“大气十条”完美收官的基础上，对以PM_2.5污染为核心的管控思路的延续和深化。“行动计划”将SO₂、NO_x排放总量和PM_2.5年均浓度、空气质量优良天数比率作为核心控制指标，提出了调整优化产业结构、能源结构、运输结构、用地结构和实施重大专项行动、强化区域联防联控等六大措施，并分解落实到国家相关部门，明确量化了指标和完成时限。与此同时，从2017年开始，原环境保护部连续发布了京津冀及周边、长三角和汾渭平原3大重点区域的多个秋冬季大气污染综合治理攻坚方案，以秋冬季PM_2.5浓度下降和重污染天数减少为目标，采取长效措施、季节性错峰和重污染天气应对等方式，通过强化监督、科技帮扶和量化问责等手段，着力改善秋冬季的空气质量。生态环境部出台了《排污许可管理办法（试行）》和《固定污染源排污许可分类管理名录》，基本建立以排污许可证申请与核发技术规范为核心的排污许可技术支撑体系，各地基本完成火电、造纸、钢铁、水泥等15个行业排污单位排污许可证核发，推动了环境管理从粗放式管控转向精细化管控。2017年开始，原环境保护部牵头成立了多部门协作的大气重污染成因与治理攻关领导小组，以“1+X”模式组建了国家大气污染防治攻关联合中心，建立了“一市一策”跟踪研究机制，对京津冀及周边“2+26”城市、汾渭平原共39个城市进行科技帮扶，全面支撑了“行动计划”的实施。

经过三年的努力，全国及重点区域空气质量明显改善，2020年全国PM_2.5年均浓度相比2017年下降20%；京津冀及周边地区、长三角、汾渭平原三大重点区域分别下降21%、26% 和23%（表 1）。

2 未来形势与中长期环境空气质量展望 2.1 新阶段大气环境形势

2013年以来，我国大气污染防治工作取得积极成效，大气环境质量显著改善。到2020年，全国已经消除了SO₂和CO超标城市，NO₂超标城市数量比例控制在10%左右，以PM_2.5为主的颗粒物污染治理成效显著。然而，我国的环境空气质量与保护人体健康的要求相比，仍有较大差距。2020年全国PM_2.5平均浓度为33μg/m³，为WHO指导值的3.3倍，是欧美当前水平（欧洲15μg/m³，美国8μg/m³）的2~4倍；全国约37% 的城市PM_2.5年均浓度超标，24个城市超标50%以上；约77%的重度及以上污染由PM_2.5引起。同时，O₃污染问题日益凸显，2015年以来全国O₃污染呈现波动上升态势，2020年全国O₃第90百分位数浓度为138μg/m³，比2015年上升12.6%，京津冀及周边地区、长三角、汾渭平原三大重点区域2020年O₃浓度较2015年分别上升24.5%、18.0%和32.1%；337个城市中，O₃浓度超标的城市数量从2015年的19个增加到2020年的56个；全国超标天数中O₃为首要污染物的占比从2015年的12.5% 增加到2020年的41.8%，O₃对优良天数影响已接近PM_2.5，成为实现优良天数约束性指标的重要瓶颈。因此，PM_2.5和O₃污染协同控制将是未来较长一段时间内我国大气污染防治的重点。

2.2 中长期空气质量发展路径

我国大气污染治理取得了阶段性进展，产业、能源、交通三大结构优化调整和末端治理措施已经成为推动空气质量改善的重要手段。但是，目前我国大气污染形势依然严峻，空气质量整体水平与发达国家存在较大差距。此外，全国CO₂排放量依然处于上升通道，要实现习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布的“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的愿景，任务艰巨。鉴于温室气体与大气污染物具有同根同源、同时排放的特征，必须统筹好减污降碳工作，以二氧化碳排放达峰目标与碳中和愿景为牵引，把降碳作为源头治理的“牛鼻子”，以产业、能源、交通等结构调整为手段，协同控制温室气体与污染物排放，优化空气质量改善排放路径，深入打好大气污染防治攻坚战和CO₂排放达峰行动，以实现减污降碳协同增效^{[21, 22]}。

在碳达峰目标、碳中和愿景和美丽中国建设目标的共同推动下，能源和产业结构有望实现快速且深远的清洁转型，使得CO₂和其他空气污染物排放量显著下降，进而加速环境空气质量改善。基于中国2020— 2060年CO₂排放路径（CAEP-CP），利用空气质量模型，模拟了减污降碳协同下的空气质量改善中长期路径（CAEP-CAP）^{[23, 24]}，结果表明全国PM_2.5平均浓度预计在2030年、2035年、2060年分别为27μg/m³、23μg/m³、11μg/m³；O₃浓度均值在2030年、2035年、2060年分别为129μg/m³、123μg/m³、93μg/m³；按照我国现行空气质量标准，预计2030年、2035年全国空气质量达标城市占比将分别达到82%和94%，到2060年，将有一半左右的城市空气质量达到目前世界卫生组织准则值的要求。对于末端治理和低碳政策对空气质量改善的贡献表现为，在2035年前空气质量改善主要由末端治理措施驱动，低碳政策的作用主要体现在抑制能源消费快速增长，尽早进入峰值平台期，缓解空气质量改善压力；2035年后，低碳政策将为空气质量改善提供强劲动力；到2060年，低碳政策的协同效益对PM_2.5和O₃日最大8小时第90百分位数浓度降低的累积贡献率将高于80%，具体见图 1和图 2。

2.3 2035美丽中国建设目标及“十四五”空气质量目标

党的十九大提出了美丽中国建设两步走的战略：到2035年，美丽中国目标基本实现；到21世纪中叶，建成美丽中国。美丽中国的关键标志是生态环境根本好转。党的十九届五中全会提出，我国到2035年基本实现社会主义现代化，人均国内生产总值（GDP）达到中等发达国家水平，经济总量或人均收入相对2020年翻一番，即略高于2万美元。基于2.2节我国中长期空气质量改善路径，并参考国外污染减排及空气质量改善经验，预计到2035年我国迈入中等发达国家行列时，全国PM_2.5年均浓度将基本达到欧盟现行PM_2.5浓度标准和WHO过渡时期第二阶段目标（25μg/m³），O₃浓度控制在130μg/m³左右，95%以上的城市达到我国现行环境空气质量标准^[26]。面向2035年美丽中国空气质量目标，基于“前紧后松”的基本原则，同时充分考虑现阶段新冠肺炎疫情、中美战略博弈等国际国内发展环境面临的复杂形势，倒排设定“十四五”空气质量改善目标。

2.4 污染减排路径与选择

协同控制PM_2.5和O₃是持续改善我国空气质量的必由之路，其关键在于削减共同前体物NO_x和VOCs排放量。对于PM_2.5，减排NO_x和VOCs将使得其浓度持续下降。对于O₃，其浓度与前体物排放呈非线性关系^[27]，在不同的生成控制区内，前体物减排不当有可能使得O₃浓度上升^[28]。本研究表明，VOCs减排虽可降低O₃浓度，但由于天然源VOCs排放量可观，进一步减排人为源VOCs对控制O₃污染的效果有限。此外，我国部分重点区域发达城市O₃生成受VOCs控制^[29]，NO_x减排初期可能导致其O₃浓度升高，但随着NO_x深度减排，O₃浓度逐步开始加速下降，NO_x减排对O₃的改善效果逐步超过VOCs减排，NO_x持续减排成为O₃达标的关键（图 3）。因此，需平衡好NO_x与VOCs减排在局地与区域、短期与长期上的收益，对于设计我国中长期NO_x与VOCs减排路径至关重要。基于上述考虑，建议在中长期大气污染物减排路线的设计中，将全国层面的NO_x持续深度减排作为核心，将重点区域VOCs减排作为重要支撑，以实现PM_2.5与O₃的协同控制^[30]。

3 “十四五”空气质量管理思路 3.1 PM_2.5与O₃协同考虑

VOCs和NO_x是O₃的主要前体物，同时也是PM_2.5的重要前体物，因此，二次PM_2.5和O₃生成不是两个问题，而是一个问题的两个方面。“十四五”期间在继续加强PM_2.5污染防治的基础上，必须加快补齐O₃污染治理短板，实现PM_2.5和O₃协同控制。基于以上考虑，“十四五”期间需要从五个方面推进协同控制工作，见表 2。

（1）目标指标协同。“十四五”是美丽中国建设的关键期，加强PM_2.5和O₃协同控制是实现生态环境根本好转的必由之路。在“十四五”目标制定时，既要继续大幅降低PM_2.5浓度，又要有效遏制O₃污染加重趋势。

（2）控制区域协同。我国O₃污染区和PM_2.5污染区既有重叠，也有区分。“十四五”期间需要统筹考虑PM_2.5和O₃污染控制需求、区域传输规律等，对大气污染防治重点区域进行优化调整。同时，建立适应不同区域污染特征、排放来源特征、经济社会发展特征的管理体系，推动区域整体空气质量改善。

（3）控制时段协同。在“十四五”期间，综合考虑PM_2.5和O₃两者的因素，加大季节性调控措施力度。总体以秋冬季PM_2.5污染防治攻坚和夏季O₃污染防治攻坚为重点，推动NO_x和VOCs减排，不同地区根据自身污染的季节特点确定攻坚重点时段。

（4）减排措施协同。将PM_2.5和O₃的共同前体物NO_x和VOCs的减排作为协同控制的重要落脚点，明确提出减排要求，采取多种减排手段，拓展减排对象领域，加大减排工作力度。科学分析不同区域不同时段O₃污染对NO_x和VOCs排放的敏感性，并将其作为设计NO_x和VOCs减排方案的重要依据，优化NO_x和VOCs减排比例。

（5）保障政策协同。在国家层面要加强统筹谋划，加大政策协调和引导力度，推动实施重大减排工程，通过多方协同合作，有效减少NO_x和VOCs排放量，尤其是补齐VOCs防治在法规标准和经济政策等方面的短板。在环境监测和执法等方面要以VOCs为重点加强能力建设，以适应更高的监管要求。

3.2 重点区域调整优化

“大气十条”和“行动计划”实施期间，我国先后成立了京津冀及周边地区大气污染防治领导小组、汾渭平原大气污染防治协作小组，不断深化长三角地区大气污染防治协作机制，组织开展区域联防联控和重污染天气应对，取得了较好成效。然而，随着京津冀及周边地区、长三角区域空气质量的持续改善，位于这两者之间的苏皖鲁豫交界地区大气环境问题逐步突显，由于其大气污染防治工作基础相对薄弱，且承接了部分来自京津冀及周边地区和长三角区域的高排放产业，PM_2.5和O₃等污染已经与京津冀及周边地区的城市相当甚至更为严重。因此，在“十四五”期间，有必要调整重点区域范围。此外，为了有利于省级行政部门的环境管理工作，建议同属一个省（区、市）辖区的城市划入同一个重点区域（表 3）。

3.3 主要措施与重点工程

为了实现上述空气质量目标，结合减污降碳总体要求，“十四五”期间我国应进一步将产业、能源、交通运输结构的优化作为治本之策深入推进；同时将VOCs和NO_x作为污染减排的重点，通过多污染物、多污染源的系统治理，进一步大幅减少大气污染物的排放量，进而实现PM_2.5和O₃浓度持续下降。主要措施包括：

优化产业结构，促进产业产品绿色升级。坚决遏制“两高”项目盲目发展，拟建项目严格落实污染物排放区域削减要求。根据环境质量改善需求及“三线一单”要求，因地制宜制定高耗能、高排放和资源型行业准入标准。按照“疏堵结合、分类施治”的原则，推进产业集群综合治理。加快现有产能升级改造与布局调整，研究修订《产业结构调整指导目录》，提高重点区域重点行业落后和过剩产能淘汰标准，严禁高耗能、高污染、低附加值产能向非重点区域转移。积极推进含VOCs原辅材料和产品源头替代，推动传统产业绿色化。

优化能源结构，加速能源清洁低碳发展。加快推进能源结构优化，推动能源体系清洁低碳发展，以非化石能源和天然气满足能源消费增长需求。降低煤炭消费比重，控制重点区域煤炭消费总量，推动煤炭集中清洁利用，积极推进燃煤锅炉和小热电关停整合，加快工业炉窑燃料清洁替代，稳步推进北方地区安全清洁取暖。

优化交通结构，推动运输清洁高效提升。持续深化运输结构调整，加大货物运输结构调整力度，对煤炭、矿石、钢材、石油、粮食、建材、焦炭等大宗货物中长途运输推广使用铁路、水路或管道方式；对中短途货物运输优先采用新能源车辆，加快国六车辆替代高排放老旧车；对城市货物运输主要采用新能源轻型物流车。推动新能源汽车发展，2025年新能源汽车销售占比达到20%以上，提高轮渡船、旅游船、港作船舶等使用新能源比例。积极推动车船升级优化，2021年7月1日，全面实施重型车国6a排放标准；2023年7月1日，实施轻型车和重型车国6b排放标准。全面实施非道路移动柴油机械第四阶段、船舶第二阶段排放标准。采取经济激励、科学划定限行区域、强化监管等方式，大力推进老旧车船提前淘汰更新。

强化VOCs和NO_x减排，促进环境治理提质增效。建议以石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销为重点削减VOCs排放；以工业炉窑为重点推进NOx减排，实施靶向治理和差异化管理。开展钢铁、水泥、焦化、玻璃、铸造、轧钢、石灰、矿棉等重点行业大气污染深度治理，促进环境治理提质增效。强化机动车环保达标监管，推进非道路移动机械治理，推进船舶港口及机场污染防治。

4 主要结论

自20世纪70年代以来，我国大气污染治理随着社会经济发展和生态环境保护事业发展主要经历了消烟除尘阶段、酸雨与SO₂控制阶段、大气污染物总量控制阶段和区域复合型污染防治阶段。

预计在低碳政策与末端治理共同作用下，到2035年全国PM_2.5年均浓度将基本达到25μg/m³，O₃浓度控制在130 μg/m³以内，95% 以上的城市达到我国现行环境空气质量标准。在中长期大气污染物减排路线的设计中，建议将全国层面的NO_x持续深度减排作为核心，将重点区域VOCs减排作为重要支撑，以实现PM_2.5与O₃的协同控制。

“十四五”期间，在巩固SO₂、一次颗粒物减排的基础上，将VOCs、NO_x减排作为主要抓手，调整优化重点区域，推动PM_2.5和O₃协同控制。到2025年，实现全国地级及以上城市PM_2.5浓度下降10%，优良天数比率达到87.5%，重度及以上污染天数比例不超过1%的目标。