中國酸雨治理成效顯著,但生態(tài)風(fēng)險仍需關(guān)注。清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院段雷課題組系統(tǒng)評估并展望了中國酸沉降治理的效果與未來路徑,相關(guān)成果以《中國過去40年酸沉降減緩路徑探析及展望》(A probe into the acid deposition mitigation path in China over the last four decades and beyond)為題,發(fā)表于《國家科學(xué)評論》(National Science Review, NSR)。
該研究結(jié)合大氣化學(xué)傳輸模型和中國過去40年的酸性氣體排放以及酸沉降歷史數(shù)據(jù),在更新了臨界負(fù)荷數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,全面評估了中國過去40年和未來的酸沉降超臨界負(fù)荷的變化,同時提出未來中國減輕酸沉降超臨界負(fù)荷的路徑。
截止2020年,中國二氧化硫和氮氧化物排放量從2006年和2012年的歷史峰值已經(jīng)分別下降了77%和32%,實現(xiàn)了比歐美國家更快速的減排過程。中國酸雨面積從2005年的40%大幅下降到2020年的4.8%,年平均降水pH值持續(xù)改善并回升至5.6以上,體現(xiàn)了中國酸雨治理取得的巨大成效。與此同時,中國的酸沉降與經(jīng)濟(jì)增長明顯脫鉤,盡管2005年來中國經(jīng)濟(jì)總量增長5.4倍,但大氣污染物排放仍持續(xù)下降,這主要得益于中國1998年以來的一系列治理舉措。
中國1980-2020年酸雨發(fā)展趨勢與相關(guān)變量。能源消費、排放量、降水pH和控制政策與歐洲(EU-28)和美國的比較。
盡管酸性氣體排放大幅下降,但通過計算土壤和地表水的臨界負(fù)荷,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)中國生態(tài)系統(tǒng)的酸化和富營養(yǎng)化風(fēng)險并未隨之顯著減輕。即使在2035年實現(xiàn)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)和緩解氣候變化目標(biāo)的最優(yōu)減排情景下,仍有13%的國土存在富營養(yǎng)化生態(tài)風(fēng)險,8.9%的國土面臨土壤酸化風(fēng)險,近四分之一的地表水頭流區(qū)域面臨酸化風(fēng)險。
隨酸沉降變化的超臨界負(fù)荷。a. 2005、2015、2022和2035-CBE情景下土壤酸化和生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化分布。b. 地表水超臨界負(fù)荷。c.超臨界負(fù)荷量。
與歐美相比,中國生態(tài)系統(tǒng)對酸沉降的敏感程度較輕,但同等減排量下,中國酸化生態(tài)風(fēng)險減少幅度卻遠(yuǎn)小于歐美。以峰值酸沉降時期為例,2005年中國土壤酸化風(fēng)險面積占比(16%)遠(yuǎn)低于1990年前后的歐洲(26%)和美國(29%)。這主要源于中國減排策略側(cè)重改善大氣質(zhì)量,而歐美國家則以保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo),以臨界負(fù)荷作為減排重要指導(dǎo)。
基于此,研究設(shè)計了一個以氨排放削減為核心的未來減排路徑,以減輕中國未來的生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化風(fēng)險。由于氨排放難以使用終端治理技術(shù)進(jìn)行有效控制,2035年實現(xiàn)巴黎協(xié)定空氣質(zhì)量目標(biāo)情景下氨排放僅比2015年下降18%。研究提出如果在2035年減排情景的基礎(chǔ)上,中國再進(jìn)一步削減27%的氨排放,即可在2035年前后基本消除酸沉降的生態(tài)影響,92%以上的國土不再面臨酸化和富營養(yǎng)化風(fēng)險,同時使PM2.5濃度比CBE情景再降低12%。
該研究強(qiáng)調(diào),中國未來空氣污染防治中需要兼顧氣候變化、空氣質(zhì)量和生態(tài)效益等多重環(huán)境目標(biāo),尤其是考慮不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對酸沉降的敏感性。該研究不僅為中國未來酸沉降治理和政策制定提供重要科學(xué)支撐,也可為其他發(fā)展中國家的酸雨治理經(jīng)驗提供借鑒。
該研究由清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院段雷研究組牽頭承擔(dān),清華大學(xué)郝吉明院士和王書肖研究組、南京大學(xué)趙瑜研究組、以及歐洲相關(guān)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家等參與合作。
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A probe into the acid deposition mitigation path in China over the last four decades and beyond
?https://doi.org/10.1093/nsr/nwae007