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“技术赋能减污降碳”观察 | 新技术在国内外城市大气污染治理中的广泛应用
2021年05月06日 文章来源:美国环保协会  阅读  

2021年4月27日,“技术赋能蓝天低碳行动研讨会”在京举行。本次研讨会旨在促进国内外新兴技术助力减污降碳协同治理方面的经验交流与分享,会议中英文直播平台访问量共计超过7000余人次。生态环境部生态环境执法局督察专员李天威,生态环境部大气环境司大气处处长逯世泽,联合国环境署气候和清洁空气联盟(UNEP CCAC)秘书长Helena Molin Valdés  分别做主旨演讲。六位国际专家和国内城市代表就新兴技术如何助力城市大气污染治理分享了经验。现将发言嘉宾精彩观点综述如下,供读者参考(注:专家观点根据速记稿整理,未经本人审核)。


一、新技术推动实现大气污染精细化治理
 
随着大气污染治理的不断深入,利用低成本空气质量监测技术补充已有大气环境监测网络渐渐兴起。新型空气质量传感器具有低成本、小尺寸和低功耗等特点,在落地应用方面有很大潜力。北京市建立了基于低成本传感器的空气质量监测网络,布设了近1500个PM2.5监测微站,实现了各个乡镇的全覆盖,并结合气象数据开展了PM2.5高值区的智能识别,同时利用大数据网络平台对各区空气质量进行考核排名,推动责任落实。重庆市建成投运912个微站,充分利用空气质量超级站、网格化监测、走航监测、图像识别、大数据分析等技术,指导开展污染应对工作。葡萄牙里斯本建立了实时环境监测传感器网络,658个低成本传感器分布在80个点位,负责在线监测空气质量、噪音和交通状况,并将实时数据上传至城市开放数据平台,为局地尺度空气污染的治理和交通状况的改善提供支持。
 
基于移动车辆的走航监测技术在全球范围内得到了广泛应用。中国多个城市已经将“出租车走航”纳入天地空一体化大气环境质量智慧监管平台及指挥系统。河北省沧州市以大气污染热点网格监管试点为契机,融合大气污染移动监测技术与网格化管理体系,通过多源数据融合分析模式,探索加强污染高值区域的溯源和监管,实现了从污染高值区识别到现场排放源、精准溯源、现场执法效果后评估的全流程闭环管理。美国加州奥克兰地区利用两台安装有空气质量监测设备的谷歌街景车,刻画街道级空气污染地图;通过对美国60多个城市移动监测设备和空间覆盖率的研究得出,10~20辆监测车辆可以覆盖到城市面积50~70%,这为世界上其他缺少空气质量监测网络的国家提供了一种低成本的空气质量监测新方式。
 
二、新技术助力大气污染科学研判,为政策制定和评估提供支撑
 
中国目前已经建成了完备的区域PM2.5综合源解析方法体系,形成了重污染过程的精细化、定量化的动态解析能力。北京市从2012年开始持续开展大气PM2.5污染源解析工作,利用多个技术手段定期跟踪PM2.5变化,支撑大气污染治理相关措施的调整。根据2013年的源解析结果,北京市最大的污染排放来源分别是机动车移动源(31%)和燃煤(28.4%);而在2017年的源解析结果中,移动源贡献占比上升至45%,这对城市及时调整相应的污染治理措施,应对重点污染源的变化提供了方向。重庆市积极推进建设光化学组分和细颗粒物组分观测网,将臭氧和PM2.5来源解析研究工作作为例行研究任务,为每年启动的臭氧污染防控和颗粒物污染防控专项行动提供技术支撑。
 
美国纽约基于全市街区内部设的150个空气质量监测站点采集的空气污染物浓度数据(PM2.5、NOx、SO2、O3、BC等),通过回归模型变量和金属组分分析,识别出了造成污染高值区的主要排放源,为政策制定提供支持。
 
三、新技术助力大气环境远程监管
 
生态环境部在2017年开始在沧州市开展热点网格监管试点工作,并于2018年启动了千里眼计划,核心是利用卫星遥感等先进技术开展网格化精细化监管,对包括京津冀区域内的“2+26”城市全行政区域划分网格,利用卫星遥感技术筛选出PM2.5年均浓度较高的网格,以期对网格内空气质量变化进行监控并做出及时响应。自2018年6月至2021年3月,生态环境部共向京津冀及周边、汾渭平原39城市推送异常网格信息45563次,通过地方自查,发现各类大气污染环境问题35020个,有力地推动了重点区域空气质量的改善。
 
2020年7至9月,生态环境部对臭氧污染防治工作开展了远程监督帮扶,利用卫星遥感的技术提前分析研判并定位城市的重点高值区域,创新运用“定位问题区域、地方现场排查、督办问题整改、定期调度反馈”的闭合管理模式,协同推进夏季臭氧的污染防治。2020年夏季臭氧污染防治攻坚期间,生态环境部累计向京津冀地区、汾渭平原的39个城市推送了426个区县中的962个臭氧高值区,通过排查发现涉VOCs问题2400多个。
 
为统筹做好疫情防控和经济社会发展⽣态环保⼯作,生态环境部建⽴实施了监督执法正⾯清单制度,各地通过在线监控、视频监控、⽤能监控、⽆⼈机巡查、⼤数据分析等科技⼿段开展⾮现场检查,在保持监督执法⽅向不变、⼒度不减的基础上,尽可能减少对企业正常⽣产经营活动的⼲扰。截⾄2021年3⽉底,各地将8.45万家企业纳⼊监督执法正⾯清单,开展⾮现场检查49.24万次,发现环境问题1.2万个。
 
四、新技术的发展有助于提升公众的环境保护意识
 
低成本空气质量传感器的发展也有利于促进提高公众的环境保护意识,更好地让公众参与到空气污染治理行动中来。2019年,英国伦敦启动的超本地空气质量监测项目中,学校师生利用穿戴式空气质量传感器可以在上学、放学途中实施采集空气质量数据,旨在解决儿童空气污染暴露问题,保护学龄儿童健康。数据显示,在早高峰时段,学校街道局部NO2浓度的降幅高达23%;18%的家长表示,在相关干预措施下,他们减少了开车接送孩子的频率。
 
洛杉矶Watts区投资3200万美元用于促进城市的健康发展,其中很重要的一项工作就是建立了一个旨在增加本地空气质量监测数据、加强公众对空气污染认识的社区尺度监测网络。该网络由13个监测NO2、PM2.5和O3的低成本传感器构成,且均布设在公园和学校附近,对本地区空气质量进行长期监测,也鼓励当地社区居民参与到数据采集过程中来,提高对空气污染的认识、优先保护弱势群体。
 
另外,由于拉丁美洲许多国家没有空气质量监测数据,智利也与乌拉圭、巴西等国家合作,利用低成本空气质量传感器进行空气质量监测,帮助当地环境部门认识到环境污染问题的严重性,进而采取行动减缓空气污染。
 
五、新技术的发展有利于更好地应对突发环境污染事件
 
美国加州野火的季节性频发对实现PM2.5实时、精细监测提出了更高要求。官方站点数据有数小时的延迟,且站点不够密集,无法满足对实时监测的数据需求,也无法反应空气质量的地区差异性。为此,美国环保局(EPA)建立了火灾和烟雾实时地图(AirNow Fire and Smoke Map),在结合联邦和州层面官方监测站点数据和低成本传感器数据的基础上,可以为污染防控提供实时、动态的指导。