我国大气污染防治已进入到攻坚阶段,大气环境保护科技发展面临保护公众健康和应对全球气候变化的双重压力,亟需构建适合国情的大气复合污染防治新理论、新方法和新技术,以基础研究的重大突破引领防治技术研发的方向,以坚实的科技体系支撑大气污染综合防治和大气环境管理决策能力的提升。因此,国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”专项围绕雾霾和光化学烟雾形成机制、大气污染对人群健康的影响、监测预报预警技术、污染源全过程控制技术、空气质量改善管理支持技术、大气污染联防联控技术示范等六大任务方向部署了系列研究项目,取得了丰硕的研究成果。项目针对专项已有研究成果开展集成创新,建立针对重大问题的闭合研究方法学,建立多角度理论分析和不同技术相互印证的技术路线,系统评估专项的理论创新和技术突破,提炼标志性成果;建立国内和国际合作研究的数据共享机制,选择典型污染过程,建立精细化多参数闭合研究数据库,实现全方位数据共享,开展专项核心科学问题和关键技术的比较和集成研究;建立技术竞争力量化评估方法,系统评估专项核心技术的国际位势,鉴别专项研发技术的薄弱环节,提出未来大气污染防治科技的发展方向。
项目研究目标与内容及预期成果概述如下:
(1)集成区域空气质量动态调控原理与方法。开展大气复合污染形成机制与效应的国际评估;建立污染来源成因综合诊断的归一化方法,选择典型污染过程开展综合性对比研究,提出普适性大气污染形成机制的中国方案;提出符合中国人群特点的大气污染物暴露-反应关系,并提出相关致病机制和生物标志。
(2)集成大气污染监测预警预报技术体系。开展多尺度、多平台、多技术监测手段和多模式系统的对比研究;构建集污染演变表征、污染来源反演和污染成因诊断为一体的立体监测预警技术体系,开展技术集成和校验研究;开展十大城市群监测预警预报系统的对比研究,提出我国中长期大气污染精细化立体监测和数值预警预报系统建设方案。
(3)集成污染源全过程控制技术体系。系统梳理源头减排、过程控制、末端治理等研究成果,评估多污染物协同控制技术核心竞争力,开展薄弱环节强化研究;构建涵盖重点行业、移动源和VOCs排放等全过程多污染物协同治理成套技术,提出非电行业超低排放等技术体系与规范; 构建污染源全过程治理技术的产业化机制。
(4)集成大气污染全过程调控与监管技术体系。研究环境管理制度、标准和政策与空气质量改善目标的定量关系,构建管理决策全过程评估与监管的技术体系;建立以排污许可证为核心的污染源管理制度,提出相应技术标准、经济和产业政策,构建空气质量目标引导的总量控制技术体系;研究四大结构调整的污染减排潜力,提出中长期空气质量改善路线图。
(5)集成区域大气复合污染综合防治技术体系。开展大气污染综合防治和联防联控的国际评估,凝练区域空气质量持续改善的技术发展方向;集成区域大气污染防治和重大活动空气质量保障研究成果,提炼多目标协同的区域大气复合污染综合防治技术体系;研究跨区域二次污染特征和演变规律,提出我国东部城市群大气污染联防联控的技术方案;提出十四五及中长期科技发展路线图。
北京大学环境科学与工程学院由唐孝炎院士和张远航院士领衔的大气复合污染研究团队长期从事大气污染的基础研究、技术创新并直接应用于国家和地方大气污染的治理决策,在国际上首次提出“大气复合污染”的概念,取得了大复合污染形成机制的系列重大基础研究成果,并在全国多个区域开展大气复合污染防治技术示范;提出了具有全球普遍性的大气氧化新机制,形成了具有国际影响力的区域大气复合污染区域联防联控的技术方法。项目团队包含了北京大学、清华大学、浙江大学、中国科学院合肥物质科学研究院和中国环境科学研究院等十家一流科研单位,在大气污染防治领域建有国家重点实验室5 个、国家工程实验室2 个,生态环境部、教育部和卫健委等省部级重点实验室12 个。项目团队在大气复合污染成因和控制及健康效应、立体监测预警预报、污染控制和污染管理体系方面具有扎实的研究基础与丰富的研究经验,相关研究基础为本项目的成功实施提供可靠保障。
项目基于专项成果的集成创新,将从“科学-技术-管理-决策”等方面系统和全面推动大气污染防治科学的学科发展,形成具有自主知识产权的区域空气质量的调控原理与技术途径,形成可复制可转移可推广的区域大气污染防治综合解决方案,成果具有重要的科学意义与实用价值。项目成果能够为国家中长期科技发展规划和中长期大气污染防治计划、区域大气污染联防联控等国家重大战略需求提供关键科学和技术支撑,减少决策风险,提高国家财政转移支付资金的使用效率,从而带来巨大的社会与经济效益。