中国酸雨治理成效显著,但生态风险仍需关注。清华大学环境学院段雷课题组系统评估并展望了中国酸沉降治理的效果与未来路径,相关成果以《中国过去40年酸沉降减缓路径探析及展望》(A probe into the acid deposition mitigation path in China over the last four decades and beyond)为题,发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)。
该研究结合大气化学传输模型和中国过去40年的酸性气体排放以及酸沉降历史数据,在更新了临界负荷数据的基础上,全面评估了中国过去40年和未来的酸沉降超临界负荷的变化,同时提出未来中国减轻酸沉降超临界负荷的路径。
截止2020年,中国二氧化硫和氮氧化物排放量从2006年和2012年的历史峰值已经分别下降了77%和32%,实现了比欧美国家更快速的减排过程。中国酸雨面积从2005年的40%大幅下降到2020年的4.8%,年平均降水pH值持续改善并回升至5.6以上,体现了中国酸雨治理取得的巨大成效。与此同时,中国的酸沉降与经济增长明显脱钩,尽管2005年来中国经济总量增长5.4倍,但大气污染物排放仍持续下降,这主要得益于中国1998年以来的一系列治理举措。
尽管酸性气体排放大幅下降,但通过计算土壤和地表水的临界负荷,研究团队发现中国生态系统的酸化和富营养化风险并未随之显著减轻。即使在2035年实现空气质量达标和缓解气候变化目标的最优减排情景下,仍有13%的国土存在富营养化生态风险,8.9%的国土面临土壤酸化风险,近四分之一的地表水头流区域面临酸化风险。
与欧美相比,中国生态系统对酸沉降的敏感程度较轻,但同等减排量下,中国酸化生态风险减少幅度却远小于欧美。以峰值酸沉降时期为例,2005年中国土壤酸化风险面积占比(16%)远低于1990年前后的欧洲(26%)和美国(29%)。这主要源于中国减排策略侧重改善大气质量,而欧美国家则以保护生态系统为目标,以临界负荷作为减排重要指导。
基于此,研究设计了一个以氨排放削减为核心的未来减排路径,以减轻中国未来的生态系统富营养化风险。由于氨排放难以使用终端治理技术进行有效控制,2035年实现巴黎协定空气质量目标情景下氨排放仅比2015年下降18%。研究提出如果在2035年减排情景的基础上,中国再进一步削减27%的氨排放,即可在2035年前后基本消除酸沉降的生态影响,92%以上的国土不再面临酸化和富营养化风险,同时使PM2.5浓度比CBE情景再降低12%。
该研究强调,中国未来空气污染防治中需要兼顾气候变化、空气质量和生态效益等多重环境目标,尤其是考虑不同区域生态系统对酸沉降的敏感性。该研究不仅为中国未来酸沉降治理和政策制定提供重要科学支撑,也可为其他发展中国家的酸雨治理经验提供借鉴。(文章内容来源于《中国科学》杂志社。)