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虽然控制措施减轻了在中国的空气质量恶化，但是空气污染仍然是一个严重的环境问题，它已经从传统的煤烟型污染转化为混源污染。
本文讨论的是空气质量在中国的现状和未来的发展趋势，并确定了保护大气环境的研究重点。
图1：
从1980年到2004年中国能源消费的增长和结构
表1：
中国与美国相比较的环境空气质量标准（mg/m3）
2.在中国的空气质量现状
2.1中国的大气环境质量的改善
近年来，在中国的大气环境质量有所改善。
据中国国家环境报告（国家环保总局，1990，1995，2000,2005年），全国城市大气总悬浮颗粒物平均浓度（TSP），从1995年的0.323mg/m3下降到0.270mg/m3，而二氧化硫和氮氧化物平均浓度而从1995年的0.091和0.048mg/m3，下降到2000年的0.049和0.037mg/m3，分别为（图2）。
在2004年超过的CNAAQSII级城市的比例从1991年的75.4％下降到61.4％，超过三级标准的比例从53.8％提高到20.2％，如图3所示。
包括贵阳，沈阳，兰州，成都，南京等15个重点城市的空气质量也有所改善。
在北京，中国的首都，空气污染显着降低，达到2级国家标准，从2004年的15％，在1998年的62.5％增加为可吸入颗粒物的天数。
此外，每年平均在北京二氧化硫浓度在2004年（BJEPB，1999年，2005年）首次达到2级国家标准。
然而，受酸雨影响的地区的污染程度只是略有减少，只有少量缓解中国西南部的部分。
图2：
在中国城市大气中的平均污染物浓度
图3：
在中国城市中超过第二类和第三类的城市空气质量
2.2空气污染问题的严重性
虽然在一些地区的空气质量有所改善，空气污染仍然是严重的，因为在中国社会经济发展迅速，能量消耗增加引起的新问题。
在2004年监测的342个城市，有良好的空气质量，光污染和重污染的城市比例分别为38.6％，41.2％和20.2％（国家环保总局，2005年）。
污染最严重的区域通常由大城市构成，而SO2和PM的污染程度最高的区域一般在特大城市中出现。
图4比较了2000年的中国与全球的其他城市在1995年（国家环境保护总局，2002年a）的空气污染指数（API）值。
图4显示，在中国城市的大气污染是严重的。
有关能源结构，控制措施的应用，地理位置和气候条件等几个方面，对大气的污染水平的影响。
例如，圣保罗和沈阳都是类似的地形和气候的重要工业中心，但是，沉阳比圣保罗实施环境预防策略要晚。
因此，在2000年沉阳市的空气污染指数与1995年的圣保罗达成类似。
几乎30％的中国区遭受着酸雨（国家环境保护总局，2002年b）。
2004年，在中国的二氧化硫排放量为22.55万吨（国家环保总局，2005年），这是世界上最高的。
酸沉降，光化学烟雾和细颗粒在一些人口稠密的地区造成严重的区域污染。
根据目前的趋势，世界银行集团估计，中国将支付390亿美元，处理在2020年由煤炭燃烧污染所造成的疾病的疾病影响，这将是当时（UNEPPA，2000年）国内生产总值的约13％。
此外，考虑到在中国西南部和南部，东部的高酸雨情况，中国正日益受到酸雨的污染。
颗粒，特别是可吸入颗粒物，是大多数城市的首要污染物，因为目前的空气污染控制设备的减排效率低粉尘，它影响着市民的健康，。
由挥发性有机化合物（Docs）和氮氧化物前驱体引起的光化学污染，在中国的一些城市出现。
图4:
中国城市与外国城市之间的城市空气质量的比较
2.3复杂和区域性大气环境质量属性
20世纪80年代以来，经济的快速发展和人口过快的增长，都加剧了环境问题。
在20世纪80年代，在中国南方的许多城市，由煤炭燃烧产生的二氧化硫造成的酸雨得到广泛的关注。
自那时以来，政府一直专注于煤燃烧排放的二氧化硫和TSP的关注。
然而，20世纪90年代以来，汽车行业的快速发展。
在北京，车辆的数量在从1990年的0.5亿至2002年的2亿，大约4倍左右。
由于能源消费的快速扩张和工业的快速发展，高浓度可吸入颗粒物和氮氧化物使城市地区大气能见度恶化。
在过去的5年，可吸入颗粒物已成为在北京和其他大型和中型城市的首要污染物。
2004年，53.2％的监测城市颗粒浓度超过中国的二级标准。
有25.7％的城市二氧化硫浓度超过二级标准（国家环保总局，2005年）。
通过在大气监测数据分析的基础上，在中国的主要空气污染物是可吸入颗粒物二氧化硫，而不是像过去那样，大气环境质量似乎是复杂的和地区性的。
据每日空气污染指数平均每年有两个大的严重污染的地区，在中国西北地区北部，东北部的部分之一，另一个在中部和较低的长江河段位于中国南部（Renetal.,2004）。
2.4全球气候变化
在过去的1000年，最近的140年是最热的阶段，全球大气平均温度上升约0.6-1C，大气中的温室气体含量迅速增加了。
在过去的100多年中，在中国的平均地表温度和平均海平面上升分别为0.6-0.71C和10-20毫米。
在过去的50年，中国北方地区年降水量减少了约10％。
由气象灾害造成的经济损失大约占中国国内生产总值的3-6％，这是整个世界各国之间最大的。
目前，每年在中国排放的温室气体和气溶胶的数量除了二氧化碳仅低于美国是世界上最大的，如表2所示。
这些气体不仅造成严重的环境污染，而且还增加中国兑现涉及气候变化的国际协定压力，。
中国已经签署了许多国际环境保护协议/处理，其中5个是直接相关的大气保护的条约，如表3所示。
表2：
每年在中国的温室气体和气溶胶排放量
表3：
中国大气保护有关的国际协定和条约签署
3.空气污染在中国的发展趋势
3.1能源结构对大气环境的影响
由上个世纪末，爆炸似的经济增长使中国是成为世界上仅次于美国的第二大能源消费国（Heetal.,2002）。
中国的能源消费占全球消费总量的约10％。
中国有丰富的煤炭资源和相对不足的石油和天然气资源，因此，中国的能源结构是由经济合作与发展（OECD）的国家，与欧洲联盟（欧盟）和世界组织的不同，如图5（BP，2005）。
在本世纪，在国民生产总值每年增加7％，能源消费总量将在2010年达到1677万吨标准煤（吨标准煤），在2020年和2057万吨标准煤，煤炭仍将是在中国的主要能源来源，如图6所示（发改委，1998年）。
虽然煤炭在中国能源消费总量的比重将从2000年的67％减少至54％，然而到2020年，煤炭需求将增加，因为能源消费总量的增长。
燃煤锅炉是许多空气污染物的主要污染源，如TSP和SO2。
除了燃煤电厂，也有41万的工业锅炉和180万的工业炉燃烧煤炭，分别占约45％，30％和20％的煤炭消费总量。
在中国的一些地区，低效的设施和劣质煤仍然在使用。
因此，煤炭燃烧产生的污染将与这些排放量每年将继续增加。
图7显示了在未来20年的主要空气污染物（环境科学研究院，2001年）的预测。
如果没有进一步的控制措施，随着社会经济的快速发展大气污染物的排放量将进一步提高，这与能量消耗增加相一致。
然而，更严格的控制策略和措施的继续实施，将缓解这一问题。
从图7，我们可以看到增加污染物排放率，在2010年将达到最大，并随之开始下降。
图5:
（2004）中国，经济合作与发展组织，欧盟和世界能源结构的比较。
图6：
中期和长期在中国能源消费的预测。
图7：
在未来20年预测的主要空气污染物的数量
3.2城市机动车污染
根据监测数据，汽车已经成为在特大城市的主要污染源之一。
表4显示，从一些典型的中国城市车辆尾气一氧化碳约80％和41-70％的城市大气中NOx的生成。
当前和预测的在北京和上海的汽车污染物排放量如表5所示。
随着方案的实施，与2002年的排放量相比，NOx和CO排放量将在北京2008年别减少31％和38.7％，在上海的氮氧化物排放量将下降到2010年的约35.3％。
车辆排放的控制策略和措施的继续实施可以扭转污染严重的状况，尽管在机动车保有量有着不断增加的趋势。
近几十年来，光化学污染已频频出现在一些大城市，如北京，上海，广州和深圳。
它是由烟雾未燃尽的碳氢化合物和汽车尾气和其他来源的氮氧化物之间的化学反应形成。
轿车和卡车是城市空气中的臭氧前体的最重要来源。
研究表明，在中国城市光化学污染将继续增长，并从城区延伸到毗邻的郊区。
表4：
在中国典型城市，汽车污染物的贡献（％）
表5：
当前和预测的汽车污染物排放量（万吨）
3.3多个起源的空气污染和对公众人体健康的影响的增加
从车辆的氮氧化物和挥发性有机化合物的多样化，传统主要污染物如SO2和TSP组成的城市空气污染。
在未来，一些城市可能会转换成混合型污染从煤烟型污染，一些城市将有高水平的氮氧化物，特别是这些城市的人口超过100万。
同时，在城市空气的首要污染物，总悬浮颗粒物，起源是越来越复杂。
细颗粒物的危害越来越受到重视。
细颗粒物和超细颗粒物比粗颗粒对人体健康的危害更大。
许多卫生指标有密切的关系与接触一定浓度的细颗粒。
因此，美国成立于1985年可吸入颗粒物在环保局环境空气质量标准限值。
在中国，我们在20世纪80年代开始控制TSP使其污染程度有所下降。
在1996年，可吸入颗粒物的标准，首先建立在订正CNAAQS控制重点反映了变化，从TSP的可吸入颗粒物。
然而，细颗粒物的控制，只是最近的时间已经生产的细颗粒，其作用机制与控制技术的深入研究的不足。
虽然传统的空气污染控制设备具有较高的收集效率，然而捕捉TSP的细颗粒，去除效率是有限的。
因此，细颗粒物的排放水平没有显著降低。
人们居住在城市地区已经遭受可吸入颗粒物高，时间长，其间偶尔可吸入颗粒物浓度超过了世界卫生组织标准的四倍。
高层次的细颗粒物污染，不仅危害人类健康，而且也减少了城市能见度。
由于严重的空气污染，发病率和呼吸系统疾病的致命率比以前显着增加。
调查表明，约50％呼吸系统疾病是由空气污染造成的。
由于燃煤的烟尘和细颗粒物，中国最大的城市，大约50,000人死亡，其他40万人遭受慢性支气管炎（UNDP，2000）的烟尘和细颗粒物。
在空气污染严重的地区死于肺癌的人的数量比非污染地区高出4.7-8.8倍，在中国北方城市中，约40％的儿童血液中铅含量超过标准，在2000年（UNDP，2002）。
此外，一些持久性有机污染物和内分泌干扰素在我们的周围介质中经常发现。
例如，在珠江三角洲一些城市（Fuetal.,2003），挥发性有机致癌物质（苯，甲苯，二甲苯等）在空气中比发达国家高得多。
3.4酸雨在中国南方的大气环境的长期影响
覆盖的青藏高原东部及长江以南的地区，是目前世界上第三大酸雨面积污染区域。
在中国酸雨主要是亚硫酸，以高离子浓度低，pH值为特征;
特别是，它有一个更高的浓度，硫酸自由基（SO2À
），氨（NH+）和钙离子（Ca2+），比目前在欧洲和美国，和硝酸盐自由基（NO3À
）的浓度低得多。
燃煤二氧化硫排放占总二氧化硫排放的主要来源（85％）。
此外，从发电厂产生的的二氧化硫是酸雨形成的最重要原因。
在第九个五年计划期间（1995-2000年），二氧化硫的排放量已经减少，主要是因为小供热厂被关闭，并在两大酸雨转换燃煤含硫量低的地区的热电发电厂。
然而从燃煤电厂二氧化硫排放量仍然会是很长一段时间是二氧化硫的主要来源。
即使火电行业二氧化硫排放减少10％，每5年将有酸雨的形成，在短期内影响不大，如表6所示。
在近年来的硝酸根离子在酸雨中的比例有所增加。
这是由于机动车保有量的急剧增加和尚未实施一些排放的氮氧化物的相当数量的固定源的氮氧化物控制措施。
2003年，氮氧化物排放约16.13万吨（TIAN，2005）以来近70％是从煤直接燃烧，固定源氮氧化物排放的重要来源。
据StreetsandWaldhoff（2000）估计，到2020年，我国氮氧化物排放量将达到2660万吨。
因此，酸主要是硫酸的酸雨污染会改变硝酸污染，氮氧化物的控制将有助于减少酸雨。
总体而言，酸雨在中国南方的大气环境的影响将持续很长一段时间，将需要至少20年来显着降低这种污染。
表6：
供热厂在中国的脱硫能力预测
3.5气候变化的压力上升
据政府气候变化局的预测，全球将在以更快的速度和温度在本世纪变得温暖，它将提高1.4-5.81C。
由于这种趋势，即使实施严格的节约用水计划，黄河流域将在2030年达到20亿多吨水。
海平面将提高到2030年的1-16厘米和21世纪末的30-70厘米，这将导致灾难性的后果。
作为世界的第二大，仅次于美国的温室气体排放国，中国将面临越来越大的压力，遵守保护气候和开展的国际协定，以减缓气候变化。
4保护大气环境的研究重点
4.1主要工业污染排放总量控制
在2002年从电力行业的二氧化硫排放量是占总数的55％，11.4％来至非金属矿物生产行业，冶金行业的10.9％和化工行业的5.4％（国家环保总局，2002C）。
剩余从其他来源的二氧化硫是不到总数的20％。
因此，从上述四个行业的二氧化硫控制是至关重要的。
工业应该发展没有污染的或以减少污染的。
为了实现这一目标，我们不应该只调整行业配置，也要实现两合规制度，涉及总的污染排放控制和污染排放许可证。
此外，含有超过3％的高硫煤的公司，应该被关闭。
洁净煤技术将取代过时的技术，以避免更严重的空气污染。
4.2细颗粒污染物的主动控制
中国已经实施了一系列措施，以控制颗粒物排放。
这些措施包括：
增加对燃煤锅炉和窑炉粉尘控制单元的数量，修改现有的设备和锅炉除尘，以达到降低排放，为车辆提供清洁燃料，控制建设用地和道路粉尘，增加面积植树造林。
此外，政策，法规和规章已经实施较低的颗粒。
在1995-2000年期间，所有新的发电厂须配备静电除尘器。
同时，国家电力公司完成318除尘项目。
除尘设施的数量从1995年的55％至增加到2000年的80%。
电厂粉尘收集效率在1995年平均提高约95％到2000年超过98％（国家发改委，2004年）。
细颗粒污染物（可吸入颗粒物等），应是新的控制重点，以改善空气质量。
可以减轻修改灰尘控制装置，提高燃油质量，或使用清洁燃料（天然气）和升级，小，低的污染源排放控制可吸入颗粒物污染。
因此，在大气中的细颗粒浓度将逐渐减少和城市的知名度和环境质量将改善。
4.3从电厂二氧化硫排放量减少
我们将通过经济，政策和管理办法，保证低硫煤（LSC）的有优先使用。
高硫煤（HSC）的电厂提供煤炭在使用前或烟气脱硫设施的清洗，安装。
如前所述，到目前为止，二氧化硫减排主要包括关闭小供热厂。
但是，考虑到中国的资源，它是很难在未来进一步减少煤炭的含硫量。
因此，电厂的烟道气脱硫应增加。
目前，资源，投资在脱硫不足，脱硫效率低。
据2001年环境统计数据，脱硫设施的运营成本只占电厂总工业产值的0.7％，并有2052电厂脱硫设施只有886。
然而，脱硫技术开发国内发电厂已安装和操作。
通过进一步的研究和促进国内脱硫技术，脱硫项目的建设和运营成本可降低。
在“两控区'
（控制酸雨和二氧化硫控制区）的新电厂必须配备脱硫新的发电厂和在其他领域也应控制。
现有电厂要逐步安装脱硫设备，用于造血干细胞。
4.4汽车尾气的控制
汽车尾气的控制，可以通过一些措施，包括公共交通和清洁燃料汽车的发展。
新车辆应尽快符合Euro2Euro3车辆废气排放标准。
使用中车辆检验和维修（IM）系统必须加强消除总污染者。
高排放车辆应该查明并修复或报废;
应改善燃油品质。
在用车辆的比例正在增加。
因此，升级IM程序将较新车辆的废气排放控制实现更好的效益/成本的影响。
虽然它变得更加昂贵，以减少排放量，排放标准更加严格，进一步减排将带来正面的经济效益，以及（THU,2001）。
4.5能源利用效率的提高
节约能源是非常重要，。
此外，它是必要开发节能产品，并降低社会的能源使用。
建立和完善节能标准，将促进建设质量，提高保温性能。
节约能源必须是在电力，化工，煤炭，钢铁和钢铁工业生产部门的重要管理目标。
此外，通过改进生产技术和开发节能设备的单位产品能源和原材料的消耗可降低。
4.6优化能源结构和可持续消费和生产模式的产生
因为大多数在中国的能源是提供煤和在每人均能源使用低，还有的是机会，调整和优化中国的能源结构，建立可持续的能源系统，发展洁净煤技术，需要提高能源利用效率，节约能源和减少能源消费对环境的影响。
水电应充分开发和提高。
降低能源风险，建立能源战略储备体系，尤其是石油，使中国的能源供应中断（LangandWang,2004）的安全。
应继续研究和开发清洁生产技术，包括节能技术，清洁燃烧技术和清洁能源的开发和利用。
4.7可再生能源资源的促进
实现可持续发展就是节约有限的资源和发展可再生丰富能源，如水能，风能，太阳能，地热能和海洋环境的能源。
2000年，中国可再生能源消费量为0.256亿吨标准煤，这有助节约于总初级能源的19.7％。
据估计，中国可再生能源相当于节约是每年约7.3亿吨标准煤。
在2000年的开采能力是低于4000万吨标准煤，所以有足够的资源来使用。
此外，技术熟化，和提高效率，可再生能源的大规模发展是可能的（Zhou,2004））。
中国政府一直鼓励发展可再生能源，例如风能，太阳能和生物能源（SCC2005）。
到2004年底，水电装机容量提供了0.108亿千瓦。
此外，太阳能热水器和沼气利用达到65万平方米和5亿立方米，分别为（Zhang,2005）。
自2006年1月1日起，“我国可再生能源法”正式实施。
1995年和2000年间，每年在中国新的可再生能源的利用率是11.2％左右。
假设在2010年新的可再生能源消费比例为10％/年，可以达到110万吨标准煤。
此外，生物能源消费量为170亿吨标准煤，这意味着可再生能源总消费量可达到280万吨标准煤。
因此，新的可再生能源有助于在该国所有的能源消费总量的40％。
5.结论
城市空气污染和城市空气质量的影响，是一个世界性的难题（Fenger,1999）。
由于人口、交通、产业化和能源使用的增加，城市的空气质量变得严重。
由于在中国的空气质量信息不足，建立以改善城市空气污染的监测和评价系统是必不可少的。
战略规划对大气环境的保护是依赖立法、经济、政治和技术;
气候和地形;
可用能源的种类和质量。
政府不同部门应当合作，进行综合性和广泛的研究。
实现可持续发展，有效地利用有限的不可再生资源和发展可再生能源的丰富资源。
中国的能源政策，应该获得更好的平衡使用常规能源和可再生能源，提高能源利用效率，这将有助于解决区域和上面讨论的全球性环境问题。
译文出处：
DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,100084Beijing,China。
SchoolofScienceandTechnology,BeijingInstituteofTechnology,100081Beijing,China
Availableonline20March2006
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