《中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2023 年）》执行摘要

由中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会编著《中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2023 年）》近日出版。该书系统梳理了现阶段我国臭氧污染科学研究和防控实践中取得的新认识与新进展。内容涵盖我国臭氧污染问题的现状与演变、臭氧污染的成因与来源、臭氧及其前体物防控技术进展、我国典型区域和城市臭氧污染防治的实践经验、我国臭氧污染防治的策略和路径等，共6 章内容。

本书可为政府部门、相关企业及从事相关政策制定、管理决策和咨询研究的人员提供参考，也可供高等院校相关专业师生及对大气臭氧污染研究感兴趣的读者学习。

执行摘要

随着《大气污染防治行动计划》（简称“大气十条”）和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的实施，我国空气质量持续改善，特别是一次污染物浓度持续降低。但是，以臭氧（O₃）和二次颗粒物为代表的二次污染日益凸显，全国及重点区域O₃ 污染问题呈加剧态势，且具“时间长、范围大”的特征。在气候变化的大背景下，气温升高将进一步加剧O₃ 污染，成为我国空气质量持续改善进程中亟待关注的重大问题。

环境大气中O₃ 污染的成因和来源复杂。近地面O₃ 是氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）等前体物经过一系列复杂光化学反应生成的产物，形成过程与人为源和自然源前体物排放、气候气象条件及大气化学反应相关。更重要的是，O₃ 与NOx 和VOCs 呈现高度非线性关系，气象条件显著影响O₃ 的污染程度、污染范围和持续时间，因此，有效防控O₃ 污染的难度不言而喻。同时，O₃ 与PM2.5也存在复杂的相互作用关系，O₃ 可以促进PM2.5 的形成，PM2.5 也可以通过多种途径影响O₃ 的生成。近年来，受气候变化及新冠疫情的影响，我国O₃ 污染的成因和来源也呈现了新的变化。

O₃ 污染防治必须坚持系统治理观念。2023 年全国生态环境保护大会上，习近平总书记深刻阐述了我国生态文明建设的“四个重大转变”，提出了新征程继续推进生态文明建设需要处理好的“五个重大关系”，系统部署了全面推进美丽中国建设的“六项重大任务”，这是我国生态环境保护的根本遵循，为我国环境空气质量持续改善特别是O₃ 污染有效防控提供了新的动能。考虑到O₃ 污染防治具有长期性、艰巨性、复杂性特征，需在多层次强化“目标协同、多污染物控制协同、部门协同、区域协同、政策协同”系统观念，统筹兼顾、整体施策、多措并举。

2020 年，中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会（以下简称臭氧专委会）编制了《中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2020 年）》（中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会编著. 北京：科学出版社，2022.3）。自其2022 年正式出版发布以来，我国科研人员在O₃ 污染监测预警、来源解析、监管治理、策略评估等方面取得了一系列创新性成果，对我国O₃ 污染成因机制的规律性认知不断深化，科技对O₃ 污染防控实践的指导和支撑作用日益增强，O₃ 污染防控逐步向科学、精准的方向迈进。

为跟踪我国O₃ 污染防治进程，以科技赋能污染防治攻坚战，加快推动科研成果向污染防控对策的快速转化，臭氧专委会组织编写了《中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2023 年）》。本次蓝皮书的编制基本延续了2020 版的框架，以“科学—技术—政策—实践”为主线，全面描述近年来我国O₃ 污染演变态势，系统梳理2020～2022 年我国O₃ 污染相关的科学进展与技术进步，阐释国家—区域—城市层面O₃ 污染防治的重大举措，总结各地区O₃ 污染防治的有益经验，探索O₃ 污染防控的可行路径和启示，以期为早日遏制O₃ 污染高发、频发的态势，实现O₃ 和PM2.5 协同防控，推动我国空气质量持续改善提供科学指南，助推美丽中国建设目标如期实现。

现状与演变

2022 年，全国以O₃ 为首要污染物的超标天数占比（即超标率）高达47.9%。全国339 个城市O₃ 浓度年评价值的平均值为145μg/m³，与2021 年相比上升了5.8%，达标城市比2021 年减少42 个。按照现行空气质量标准，O₃ 首次超过PM2.5（超标率36.9%），成为影响我国空气质量的首要污染物。

我国 O₃ 污染区域性特征愈发显著并频繁出现长时间大范围的污染过程。2015～2022 年，我国O₃ 污染呈现前期波动抬升、后期高位震荡的态势。O₃ 超标天数和超标城市数显著增加，O₃ 占首要污染物比例逐年上升。背景站O₃ 浓度在120～130μg/m³ 区间波动，重点城市群O₃ 浓度高出背景站浓度17～46μg/m³。2019 年和2022 年，85 个及以上城市同时O₃ 浓度超标的大范围污染事件分别达到29 次和25 次，最长持续时间均超过一周，部分城市污染持续时间超过两周。

O₃ 污染对生态系统和公众健康造成了显著不利影响。高浓度的O₃ 危害植物生长，可降低水稻和小麦等粮食作物的产量和生态系统碳汇能力。基于O₃ 浓度监测数据的评估发现，2017～2019 年O₃ 污染对我国的小麦、水稻和玉米减产幅度达8.6%～32.6%。O₃ 对人体呼吸、内分泌、心血管等多系统的潜在健康威胁也在呈现上升趋势。据估计，2022 年O₃ 长期暴露造成我国成人过早死亡约为15 万人（95%CI:7 万～23 万人），O₃ 短期暴露引起的成人过早死亡约为8 万人（95%CI:5 万～12 万人）。

成因与来源

高强度的前体物VOCs 和NOx 排放是O₃ 污染过程频发的根本原因。近地面的O₃ 形成受前体物（VOCs 和NOx）排放、光化学转化及气候气象因素共同驱动。尽管近年来我国人为源VOCs 和NOx 排放量有所下降，但排放总量仍在千万吨以上。目前，我国NOx 排放量与美国2000～2009 年中期的排放水平相当，VOCs 排放量与美国20 世纪90 年代中期的排放水平大致相同。高强度的前体物排放一旦遭遇高温、低湿、强辐射、小风静稳等不利气象条件，极易诱发O₃ 污染，甚至导致大范围长时间的区域性污染。

大气强氧化性驱动了O₃ 和二次PM2.5 的快速形成。在高强度VOCs 和NOx排放条件下，大气二氧化氮（NO2）、亚硝酸（HONO）和含氧挥发性有机物（OVOCs）浓度水平高，是大气自由基的强劲初级来源，也是大气氧化性增强的主导因素和当前O₃ 污染频发的核心驱动力。研究表明，在我国复合污染大气条件下，典型城市和区域的大气氧化性都比较强，主要指标AOIp（大气氧化潜势指数）与德国郊区站点的估算结果相比高约一个量级。2010～2017 年，华北地区NOx 排放减少31.8%，但由于冬季OH 自由基和O₃ 升高，造成大气氧化性增强，促使NOx 转化效率提高38.7%，最终造成硝酸盐浓度下降不明显。疫情期间NOx 排放降低也升高了O₃ 和NO₃ 自由基浓度水平，造成PM2.5 二次组分增加，体现了大气氧化性对O₃ 和PM2.5 的共同影响。因此，基于大气氧化性调控的VOCs 和NOx 协同减排将是推进我国O₃ 和PM2.5 协同防控的核心。

高温、低湿、强辐射、静稳天气对O₃ 污染形成和变化趋势有着重要影响。温度是影响O₃ 浓度最重要的因子，一般认为O₃ 浓度与温度的线性关系通常为4～16μg/℃。我国华北地区对温度的响应最为显著，夏季温度和O₃ 区域平均相关系数达到0.45。气象条件对O₃ 污染的影响具有较强时空尺度特征，在日际、季节、年际、年代际等不同时间尺度下，O₃ 污染水平的变化会受到不同的气象和气候因子调控。多个研究估算结果表明，2013～2020 年期间我国及各地O₃ 浓度变化趋势的23%～80%可以由气象变化解释，2022 年夏季高温异常也是导致我国O₃ 污染反弹的重要原因。

我国O₃ 污染呈现明显的区域性特征和本地削峰作用。区域内省市间传输以及跨区域输送对高O₃ 污染过程也有重要作用。在京津冀地区，2015 年6 月河北省中南部城市对北京和天津市近地面O₃ 贡献近30%；在长三角地区，2018 年5～6 月来自区域内浙江（11%）和江苏（10%）的O₃ 输送，对上海的O₃ 浓度有重要贡献。本地贡献占比在O₃ 高污染事件中有所提升，本地减排对于O₃ 污染削峰的作用不可忽视。由于本地生成和区域输送的共同作用，京津冀及周边地区、长三角地区和汾渭平原的区域性连片O₃ 污染过程时有发生。因此，区域统筹下的联防联控是O₃ 污染防控的关键。

技术与应用

经过十余年发展，我国已基本形成涵盖O₃ 及前体物监测、排放表征、预报预警、来源解析、治理监管等方面的O₃ 污染防治技术体系。在O₃ 污染防治工作中发挥了重要作用。

基本建成了以VOCs 组分自动监测为主干的光化学污染监测网络，质控技术体系日臻完善。截至2022 年，我国建成了覆盖全国157 个城市的VOCs 自动监测体系，重点城市VOCs 自动监测数据有效率达到78%以上，重点区域相继建成了天空地一体化大气污染综合观测体系。前体物排放表征能力逐渐加强，发布了涵盖烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃和OVOCs 等400 余种组分、300 余个源类的VOCs排放源谱库，排放清单的物种精细度同步提升，实现了由总量向活性的拓展，空间分辨率细化至1km，更新时效性由年尺度提升至日尺度甚至小时尺度。

建立了集成观测和模型手段的O₃ 及前体物来源解析技术，O₃ 预测预报的精准化和智能化水平得到进一步提升。利用光化学组分在线观测和大气化学机理模型，实现了O₃ 生成与NOx 和VOCs 前体物响应关系的科学评估，结合三维空气质量模型，追踪并量化了气象、大气化学反应、传输过程和沉降等物理化学过程以及不同区域和来源对O₃ 污染的贡献。形成了以国内外主流空气质量模型（如CMAQ、CAMx、WRF-Chem、GEOS-Chem、NAQPMS 和CUACE 等）为基础的多模式集合预报系统，通过光化学机制优化、数据同化反演、人工智能应用等手段不断提升模式准确性，长三角区域夏季O₃ 污染48 小时预报准确率由2018 年的56%提升至2021 年的73%。初步形成了“国家—区域—省级—城市”四级空气质量预报网络，发布了首个空气质量数值预报技术规范。2020 年5 月起，实现了全国339 个城市未来七天O₃ 最大8 小时业务化预报。

“十四五”以来，我国持续推动前体物高效治理，前体物全过程、精细化、智慧化治理与监管手段不断发展。重点行业NOx 治理水平不断提升，钢铁行业NOx排放治理深入推进，全国约40%长流程钢铁产能完成了超低排放改造，建材、焦化、有色等行业逐渐成为NOx 治理重点。初步建立了“源头—过程—末端”VOCs全过程控制技术体系，绿岛、集中喷涂中心等集约化的VOCs 治理运营模式逐渐得到推广应用，但是收集—投运—处理“三率”问题、源头控制力度不足、无组织排放严重等问题依然突出，成为我国O₃ 污染防治面临的主要短板。移动源方面，汽、柴油车和非道路移动机械排放标准分别达到国六和国四，排放控制水平和达标管理要求均得到大幅度提升。但全国VOCs 和NOx 排放量仍居高位，在继续推动前体物高效治理的前提下，如何充分利用全过程、精细化治理模式与智慧化监管手段，最大限度发挥治理与监管效能，逐渐成为技术发展的重点。同时，在减污降碳背景下，能源、产业、交通结构调整及协同减排技术将成为未来发展的主要方向，O₃ 前体物治理逐步由末端控制为主转向“源头—过程—末端”一体化协同治理体系。

策略与实践

欧美等发达国家和地区都曾饱受O₃ 污染问题的困扰。他们通过开展科学研究、确定控制策略、建立法规标准、实施联防联控、持续推进O₃ 前体物减排，使得O₃ 污染总体上持续改善、近地面O₃ 浓度稳步下降，为我国城市和区域O₃ 污染防控提供了有益的借鉴。

在PM2.5 与O₃ 协同治理的大格局下，我国正在积极探索O₃ 污染的治理途径，部分地区取得一定进展。“十四五”期间，国家明确提出着力推进PM2.5 和O₃ 协同防控，强化多污染物协同治理，重点开展VOCs 和NOx 的协同减排。2020～2022 年，国家将O₃ 污染防治纳入监督帮扶工作目标和任务，对京津冀及周边地区、长三角、汾渭平原、长江中游以及珠三角等区域开展了O₃ 污染防治监督帮扶行动，取得了一定的成效。评估结果表明，京津冀及周边地区2020 年以来前体物持续减排对区域O₃ 污染突出时段的峰值浓度降幅贡献约五成；长三角VOCs 和NOx 减排部分抵消了不利气象条件的影响，避免了O₃ 浓度大幅度反弹；珠三角强化区域一体化和城市差异化的减排使O₃ 年评价值比2019 年下降16.8%，助力蓝天保卫战圆满收官。

我国O₃ 污染呈现明显的区域性特征，因此O₃ 污染防治必须坚持“区域视野下的城市行动”策略。京津冀、长三角、珠三角是我国开展O₃ 污染防控科学研究和防治实践起步较早的地区，积累了丰富的实践案例和经验，为其他区域开展O₃污染防控提供有益启示和相关经验。在区域层面，运用综合立体观测数据分析O₃污染成因、诊断O₃ 来源，提出区域统筹的城市差异化前体物减排方案；在城市层面，持续开展O₃ 和PM2.5 污染协同防控城市跟踪督导与技术帮扶，现场调研典型行业排放治理状况，加强部门协同和政企联动，推进污染治理，跟踪评估治理措施成效。

总结与展望

我国O₃ 和PM2.5 污染协同防治的核心是基于大气氧化性调控的VOCs 和NOx协同减排。近年来我国O₃ 浓度保持高位震荡状态，并且呈现区域性和持续性特征，污染形势依然严峻。城市和城市群区域近期应着力减少VOCs 排放，建立区域VOCs 和NOx 协同控制策略，推动O₃ 污染尽快进入下行轨道。在大幅度减排VOCs的基础上，逐步建立以NOx 减排为重点的区域一体化多污染物协同控制的长期策略，持续推进NOx 减排是实现O₃ 污染稳定改善的主要途径。

我国已基本形成O₃ 及前体物监测、排放表征、预报预警、来源解析与治理监管技术体系，为O₃ 污染科学防治提供了技术支撑。在深入推进O₃ 和PM2.5 污染协同防治进程中，应持续强化科学研究的引领和支撑作用，进一步完善大气氧化性的相关理论，健全O₃ 和PM2.5 协同防治技术体系，提升科技对O₃ 污染防控实践的指导和支撑作用，建立更加科学的O₃ 防治评价体系，推动O₃ 和PM2.5 污染协同防治向科学化、精准化的方向迈进。

探究气候变化对O₃ 污染的影响，对未来O₃ 污染防控路径制定和气候变化适应都具有重要意义。O₃ 污染防治是一个长期过程，通常需要数十年的时间，在这一时间尺度上，全球气候变化对O₃ 污染的影响不可忽视。实现“双碳”目标是我国积极应对全球气候变化的重要举措，能源、产业、交通、空间等四大结构调整是实现“双碳”目标的重要落脚点。大气污染物和温室气体同根同源，O₃ 前体物排放将随着四大结构调整的稳步推进而逐步下降。因此，需结合“双碳”目标系统谋划O₃ 污染防治战略，将O₃ 污染防治和气候变化应对相结合，环境改善目标与气候减缓目标相结合，构建气候适应的O₃ 污染防控体系，构筑未来气候背景下O₃ 前体物和温室气体协同减排路径，实现减污降碳协同增效。

本文摘编自《中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2023 年）》（中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会编著. 北京：科学出版社，2024.3）一书“执行摘要”

ISBN 978-7-03-078184-0

责任编辑：李明楠

本书系统梳理了现阶段我国臭氧污染科学研究和防控实践中取得的新认识与新进展。内容涵盖我国臭氧污染问题的现状与演变、臭氧污染的成因与来源、臭氧及其前体物防控技术进展、我国典型区域和城市臭氧污染防治的实践经验、我国臭氧污染防治的策略和路径等，共6 章内容。本书可为政府部门、相关企业及从事相关政策制定、管理决策和咨询研究的人员提供参考，也可供高等院校相关专业师生及对大气臭氧污染研究感兴趣的读者学习。