与我国环境管理对接的大气污染源排放清单分析

昌敦虎，周 继，李 曼，吕 卓，王 鑫

1.中国人民大学环境学院，北京 100872 2.中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

大气污染源排放清单指的是污染源在一定时间跨度和空间区域内排放到大气中的各种污染物的数量列表。高分辨率大气排放源清单是空气质量管理的基础数据，对开展空气污染形成机理研究、污染控制策略研究和空气质量预警预报等都有重要作用。由于经济的迅速增长，污染源种类繁多，排放强度相对较高，排放时空特征变化快，给大气污染源排放清单的数据获取带来了较大困难。因此，各国都从不同方面开展了污染物排放清单研究工作[1-2]。从全球范围看，在洲际或国家尺度上已编制出多种排放清单，如洲际化学迁移清单(INTEX-B)[3]、全球大气研究污染排放数据库(EDGAR，JRC/PBL)[4]、亚洲区域性排放清单(REAS)[5-6]、高分辨率欧洲排放清单(TNO-MACC_Ⅱ)[7]、韩国排放清单系统(CAPSS)[8]及中国多尺度排放清单(MEIC)[9]。

20世纪90年代至21世纪初，我国就已有较多研究通过污染源清单探究污染物的排放及分布特征，如1995—1998年中国氮氧化物排放清单及分布特征[10]，利用排放清单分析1995—1999年各省(区、市)CO2、SO2、NOx排放和住宅能源消耗量[11]，2003年天津市大气污染源排放清单[12]，2007年主要颗粒物及污染气体的排放清单[13]等。随着我国城市化的快速发展和机动车保有量的快速增加，针对国家、区域和城市不同空间尺度的排放清单研究工作日益增加，涵盖的排放源从能源消耗部门逐渐扩展到机动车尾气[14-16]、扬尘源[17-18]和生物质燃烧源[19-20]等各类人为排放源及天然源[21-22]。大气污染源清单空间尺度的多元化以及污染源的细分，要求清单数据的维度更加丰富、渠道更加拓展。

近年来，区域性高分辨率污染源排放清单得到重视。如在长江三角洲地区，采用自下而上为主的方法建立的人为源大气污染SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOCs和NH3排放清单[23]；基于燃煤电厂SO2排放清单测算SO2排放量并模拟SO2年均浓度变化[24]；估算氨排放量[25]、VOC排放量[26]；利用NOx排放清单推测该污染物的排放趋势[27-28]。可以看出，当前研究侧重于利用污染源清单的长期预测用途，与地区日常环境管理工作结合较少。

从地区大气污染防治管理工作的角度而言，虽然可从已有国家层面清单中获得部分区域的大气污染物排放量[29-30]，然而大多为污染物总量数据，难以诠释本地区的污染排放特征，更无法做到动态化。地区内获取的数据则来源各异。在南京市2014年工业源大气污染物排放清单研究中，数据来自环境统计、总量核查全口径表和问卷调查[31]；受限于生物质总量可得性，2012年生物质源燃烧排放清单数据来自全国和各省(区、市)统计年鉴[32]；唐山市大气污染源排放清单的活动水平数据来自环境统计、污染源普查和实地调查[33]；常州市区大气污染源排放清单研究中，工业点源数据来自于污染源普查[34]。在我国已公布的不同大气污染源清单编制技术指南中，已明确提出数据来源和排放因子的要求，并规定了不同数据来源的选择次序。然而，既有环境管理数据进入大气污染源清单的获取方式和使用方式并未明确，地区层面上的污染源清单数据主要通过自下而上的方法获取，存在着数据的时间与空间精度并不完全一致的情形，导致污染源清单的连续性、可比性、可预测性均不强。

2017年，环境保护部发布下发了《关于开展京津冀大气污染传输通道污染源排放清单编制工作的通知》，要求“2+26”城市全面开展源排放清单编制工作，加强与排污许可、环境统计、第二次污染源普查等工作衔接，确保数据一致性。本研究依据“2+26”城市的调查结果，聚焦工业污染源，分析当前我国地区环境管理与大气污染源排放清单对接的现状，识别其中存在的问题，并促进基于环境管理的地区大气污染源清单完善和优化。

1 环境管理与大气污染源清单对接的内涵

从管理的角度来说，影响大气污染源排放清单准确性的因素除了清单本身的科学性、合理性之外，也包括与环境管理的相互支撑。

1.1 大气污染源清单对环境管理数据的需求

目前，环境管理数据已经形成了较为固化的采集途径，主要包括环境统计数据体系、污染源监测数据体系和排污许可数据体系三大环境管理数据体系，也是环境管理与大气污染源清单对接的基础。按照统计内容、涉及的大气污染物、数据采集对象、数据采集频率、数据采集方式、排放数据的计算方法、数据的审核以及数据用途对目前我国的环境管理数据作比较。可以发现，我国现有三大环境管理数据体系共形成5套数据，相互间存在着统计口径、指标、时间精度、计算方法上的差异，增加了污染源清单数据筛选的复杂性，同时也会面临参数之间、参数与源清单用途之间的不匹配问题，降低环境管理数据的适用性，如表1所示。

表1 我国环境管理数据体系Table 1 China′s environmental management data system

1.2 环境管理对大气污染源排放清单的需求

作为空气质量预报预警的重要基础，高分辨率、高时空精度的污染源清单能够提高空气质量预测的准确性。污染源清单为识别污染来源、支撑模式模拟、分析解释观测结果和制定减排控制方案提供了基础，无论对于大气复合污染来源识别等科学问题探究，还是对于污染物总量减排和空气质量达标等环境管理问题，都是极为关键的核心支撑。基于污染物来源信息可以准确汇总所有污染物的排放源；通过污染源和污染物排放空间分布，可以识别重点治理区域、重点行业和重点企业；利用污染源的生产、治理和排放信息，则有助于挖掘大气污染物减排潜力。当前，由于存在多套数据以及多部门共同管理的情况，污染源清单未能得到有效利用，是固定源清单与环境管理数据对接的难点所在。

1.3 环境管理与大气污染源清单的融合

环境管理与大气污染源清单的对接，实际上是两者相互融合的过程。分别从环境管理侧和大气污染源清单侧出发，探求结合点的过程，就是两者对接的框架体系(图1)。

图1 大气污染源清单与环境管理的对接途径Fig.1 Integration process of air pollutant emissioninventory with environmental management

在此框架体系中，环境管理数据体系通过查找环境管理三大数据体系之间存在的重复、缺失、矛盾、错误等问题，借助固定源清单数据的时间精度、空间精度、行业特征、治理特征、产排特征等需求加以比对，筛选出各类源清单的可用数据，并针对既有环境管理数据体系中不相适应的部分做出改进。大气污染源清单与环境管理的结合点，在于数据核对及其后的数据处理过程，包括提取既有数据、补充缺失数据、验证矛盾数据和修改错误数据。大气污染源排放清单与环境管理实现良好对接的本质，是基于差异化的管理需求统筹、完善环境管理数据体系，从而实现两者融合，其目标在于实现个性化、针对性强、精准度高的大气污染控制。

2 实证分析

根据《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，开展大气污染物源排放清单编制工作是“2+26”城市加强重污染天气应对机制、提高重污染天气预测预报能力的重要环节。2018—2019年，选取了京津冀大气污染传输通道“2+26”城市中的14个城市实施访谈与问卷调查，分别是天津市(1个城市)，河北省石家庄、廊坊、沧州、邢台、邯郸(5个城市)，山西省太原、晋城(2个城市)，山东省济南、淄博、济宁、德州(4个城市)，河南省鹤壁、新乡(2个城市)。调查对象为上述各城市生态环境部门中从事污染源统计和污染源清单业务的专职工作人员。调研问题集中于4个方面：污染源清单对环境管理的需求；环境管理对污染源清单的需求；两者对接存在的问题；促进两者对接的建议。

2.1 大气污染源清单对环境管理数据的需求

根据调查结果，对于制定减排控制方案或应急预案、污染源解析这类短期、临时或应急性的用途来说，要求环境管理数据时空精度高、污染源涵盖全面、行业细分度高；而对于空气质量限期达标规划或政策评估、挖掘减排潜力这些长期性的用途来说，要求数据时间连续性强，且体现行业特征。污染源清单的用途及对应的数据特征如表2所示。

表2 污染源清单用途及其数据特征Table 2 Usages of pollutant emission inventory and data properties

对各调查城市亟需的源清单用途进行分类。需要说明的是，由于本研究是基于受访城市污染源清单相关信息的选择次数所进行的分析，在同一城市可能同时存在一种或多种选项，即同一城市存在多选的情况，因此本研究关注城市选择次数而非城市个数。对于源清单用途的分类，分别有57%和50%的受访城市选择制定减排控制方案或应急预案和污染源解析；选择用于空气质量限期达标规划或政策评估、挖掘减排潜力的分别仅有1个城市，如表3所示。

表3 受访城市亟需的污染源清单用途Table 3 Pollutant emission inventory usagesfor the interviewed cities

虽然大多数城市对大气污染源清单用途的需求定位在大气污染应急、预警以及污染源解析上，但该用途却难以通过环境管理数据体系得到有效实现。目前，污染源涵盖最全面的环境管理数据体系为环境统计年报数据，既包括污染物排放量85%以上的重点污染源，也包括非重点污染源，然而环境统计年报数据的上报频次为每年一次，在时效性上不及每季度一次的环境统计定期报表数据，更不及污染源监督性监测和在线监测数据。虽然污染源监督性监测和在线监测数据能够保证较高的数据采集频率，也具有较高的精度，但是其涉及的污染源主要为国控重点污染源，主要污染物负荷仅为环境统计数据体系的65%～76%。

此外，大多数受访城市忽略污染源清单对长效性环境管理手段的支撑作用。我国部分行业缺少“十三五”总量控制指标的产排污系数，部分行业重点污染指标系数缺失，另有部分工业污染源产排污系数与实际偏差较大[21]，是难以有效满足这类污染源清单需求的原因所在。

2.2 污染源清单与环境管理数据衔接存在的问题

14个受访城市中，10个城市认为当前环境管理无法满足污染源清单的数据需求，占71%；另有4个城市选择“不好判断”，占29%。无受访城市认为当前环境管理可以满足污染源清单的数据需求。该结论反映出我国环境管理与大气污染源排放清单对接的可行性不强，总体上看前者对后者的支撑性偏弱。

从表4可知，环境管理数据行业和工艺过程针对性不强是源清单与环境管理数据对接中最主要问题，为71%的受访城市选择。6个城市认为环境管理覆盖的污染源和污染物少，占43%；分别有4个和3个城市认为环境管理数据动态更新不及时和环境管理数据时间精度不高。总体来看，污染源的全面性、针对性和精细化管理比数据采集的动态性和高精度更为当前的大气污染源清单所需要。

表4 污染源清单与环境管理对接存在的问题、原因、改进建议和保障机制Table 4 Ineffective integration of pollutant emission inventory with environmental management and its causes,recommendations for improvement,mechanisms for support

我国在对污染源划分时，其依据主要为行业属性，对污染源的排放特征聚焦不足。实际上，根据固定源污染物的产生机理和排放特征差异，大气污染源可分为化石燃料固定燃烧源、工艺过程源、废弃物处理源、溶剂使用源4类，这是污染源排放清单建立的依据。而在同一行业之中，可能同时存在这4类不同排放特征的污染源，导致行业层面上获得的环境管理数据无法为精细化的污染源清单直接使用，对临时性、预警性的大气污染防控尤其难以提供支撑，也不利于对企业污染防治有针对性地进行管理。

在实际工作中，污染源清单的主要功能是为大气污染源减排措施提供基础数据，因此其时间分辨率需要精确到小时，以满足空气质量模式的要求。对于工业企业，至少需要获取分月的活动水平信息来确定时间分配系数。现有的环境管理数据，时间精度各不相同。污染源普查以10年为周期开展一次，环境统计年报和季报按照年度、季度开展，排污许可按年度公开企业执行情况，调查数据的时间精度不够。污染源监测数据则反映的是企业的瞬时排放浓度，对于污染源清单而言缺乏足够的频次和代表性。

面向污染源的环境管理制度，其特征是对主要污染物排放的细化管理，因而一次污染物是管理重点。污染源排放清单则是我国环境管理由污染物排放控制向环境质量改善转变的典型措施，其特征是涵盖一次污染物和二次污染物在内的所有大气污染物。二次污染物往往生成迅速、停留时间短，需要通过计算、模拟的方式获取，因此需要更为全面的污染源信息、更丰富的活动水平和污染物产排量信息加以支撑，同时要求这些信息保持较高的时间精度，并及时动态更新，以满足复合型污染的防治需求，而这些都难以通过目前的环境管理数据体系得到实现。

而在问卷信息之外，日常环境管理工作中还包括其他问题。例如现有的环境统计体系主要覆盖常规的SO2、NOx、烟粉尘和VOCs等大气污染物的排放量信息，对PM2.5、BC、OC等污染物的信息掌握较为缺乏；基于研究建立的区域排放清单在城市尺度应用时存在口径差异、时空分辨率不足、不确定性大的问题；大部分城市至今没有污染源覆盖完整，特别是非道路交通源和扬尘源排放清单不全面，决策者对主要污染物的排放总量、时空分布、行业贡献、减排潜力等综合信息掌握不足。这些问题可归结为我国缺乏服务于环境管理工作的长效性污染源清单。

究其原因，基层生态环境部门技术储备不足、污染源信息分散在各个部门、数据管理任务分工不明确是3个主要方面，均分别被43%的受访城市提出；数据核算方法不统一、源清单的理论性过强2个原因分别被21%的受访城市提出。可见，在环境管理与污染源清单对接存在问题的原因上，管理体制的因素相较技术因素产生更大影响。

从管理体制上看，污染源清单相关数据分散在不同部门，在一定程度上制约了环境管理数据衔接。加之环境管理数据更新不及时以及指标不够全面，造成污染源清单的滞后性与片面性，致使决策者对主要污染物排放总量、时空分布、行业贡献、减排潜力等信息掌握不够充分，由此形成“底数不清”的局面。在生态环境部门内，环境管理数据采集分工不明确、业务能力尚不高等缺陷也影响了污染源清单编制工作业务化进程。

从技术角度看，不同污染源、不同地区的环境管理数据核算方法不统一，污染源分类体系、污染物排放量计算方法、活动水平和排放系数获取方法等环节存在较大差异，且数据质量控制工作往往缺位，导致污染源清单质量参差不齐，可比性和可推广性不足，容易与地方特别是市县级的环境管理脱节。

2.3 促进环境管理与大气污染源清单对接的改进建议

受访城市提出的改进建议包括4个方面(表4)。其中，8个城市建议实施环境管理数据动态更新，占57%；分别有3个城市、2个城市和1个城市选择企业污染源信息一体化、统一数据核算方法和数据精细化。该建议与受访城市对于污染源清单用途的理解是一致的，数据及时动态更新能较好地为应急性和预警性大气污染防治措施提供依据。

完善台账管理，在加强数据积累的基础上建立污染源数据库并定期更新，是受访城市在污染源清单工作上的最普遍诉求。实现污染源数据的及时动态更新，要求污染源清单各数据之间具有可比性，实际上要求企业污染信息一体化和数据核算方法统一，能够实现一套数据同时满足排污许可、环境影响评价、环境税征收等多方面的管理需求，而不应使污染源清单独立在既有环境管理数据体系之外。多套环境管理数据统一衔接、协调一致，也能解决生态环境部门内各机构掌握污染源数据不统一、数据管理工作内容重复等问题。

受访城市就环境管理数据与污染源清单对接的保障机制提出了多项建议。各有4个城市选择建立多部门数据共享、环境管理的全面性和全过程性、人才和技术保障3项机制，分别占受访城市总数的29%；各有2个城市选择建立污染源数据库和自乡镇一级逐级上报污染源数据，分别占14%。从结果的分布来看，相对于污染源清单数据的规范管理而言，数据来源的全面性、可靠性更受重视。

污染源清单的数据来源得到保障，应在统计口径上突破重点污染源、国控污染源等设置，尽可能将区域内所有大气污染源编入清单，并加强按工艺过程和环节的精细化管理。为使全面性和全过程的环境管理顺利实施，各地需要加强污染源清单的技术体系建设，特别是形成生态环境部门与其他政府部门的日常联动和数据共享机制，确保数据信息来源全覆盖。

数据上报的起点由县(区)级下移到乡镇一级，数据采集方式则由环境管理人员入户调查转变为企业主动申报，保证数据采集效率。数据上报起点的下移，实际上是将排污许可申报机制延伸至企业日常环境管理中，也促进多套环境管理数据体系的统一。源清单数据采集的规范管理需要以严格的环境执法作为支撑，以较高的环境违法成本提升企业主动申报数据的可信度。

3 结论

1)环境管理与大气污染源清单对接在本质上是两者的融合，根本问题在于我国环境管理三大数据体系在指标体系、统计口径、采集频率等方面存在较大差异，难以满足污染源清单多元化用途的需求。为此应当规范污染源清单编制方法，业务化清单编制工作，统一污染物核算方法并纳入环境管理需求，实现多套数据衔接协调一致，解决环境部门数据不统一、工作重复等问题。同时，在生态环境部门内部建立专业化的污染源清单管理机构，促进污染源清单得到有效利用。

2)对部分“2+26”城市的调研发现，地方开展大气污染防治侧重短期和应急措施，但受限于统计口径相对较全的环境统计年报体系时效性相对不足。为此应当加强环境管理数据质量控制，完善底层数据采集机制、算法同源性和台账管理工作，建立污染源数据库并定期更新。同时，促进现有环境管理数据共享，融合污染源在线监测数据、手工监测数据、污染源普查数据、环境统计以及排污许可等数据，拓宽、建立并固化基础数据信息采集渠道，利用大数据融合来建立高精度、动态更新的排放清单。

3)现行环境管理数据的行业和工艺过程针对性不强，是污染源清单与环境管理数据对接的主要问题，反映出我国环境管理偏重污染源而污染源清单偏重环境质量。主要原因在于环境管理体制，即地方生态环境部门技术储备不足、污染源清单数据来源分散、数据管理任务分工不明确。为此应当加强各主管部门之间衔接，与政府相关部门建立联动机制，拓宽数据信息来源渠道，以多部门联合推动多部门数据共享机制。还应加强污染源清单技术体系建设，提升基层环保人员的素质和配备，对编制污染源清单的重要性进行宣传。