巴黎协定后中国绿色发展的若干问题思考:清华大学绿色经济与可持续发展研究中心政策研究报告2016
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第二章 我国环境问题的发展趋势及战略建议

第一节 当前环境保护的关键性问题及原因识别

改革开放以来,我国经济快速增长,各项建设取得显著成就,但与此同时也付出了巨大的环境代价,经济发展与环境恶化的矛盾日趋尖锐。当前,我国环境保护工作正处于关键时期并面临重大挑战。对环境保护关键性问题及原因的正确识别是预测环境发展趋势、提出环保战略建议的基础。本节分析了现阶段我国大气、水体、固体废物及土壤的污染现状和特征,分析了各环境介质保护所面临的关键性问题,并从多个角度识别了造成环境问题的原因。

一、经济发展与环境质量的演变趋势

环境问题在经济发展过程中逐渐形成。一方面,人类从自然环境中获取资源的速度大大超过其补给和再生速度,造成资源的枯竭和生态环境退化;另一方面,人类排入环境的废弃物,特别是有害物质的增加,大大超过了环境的自然净化能力,干扰了自然界的正常循环。环境问题同样将反作用于经济发展,影响经济的长期、可持续性增长。因此,环境问题的解决需置于经济发展的框架中,经济发展带来解决环境问题的动力和条件,资源环境为经济可持续发展提供物质条件和基础保障。

环境质量与经济发展之间的关系一直广受关注,并产生多种观点与讨论。保守观点认为:经济发展会导致资源损耗和环境破坏,一旦超过生物圈的承载能力,整个生态系统将崩溃,收入水平的提高也变得没有意义,因此,必须执行严格的环保政策,甚至不惜限制经济增长,以保证环境与经济的均衡。乐观观点认为:随着收入增长,人们更倾向于服务性产品,对依赖于资源和产生污染的产品需求减少,从而环境质量会得以改善。1995年,Grossman和Krueger通过研究提出,随着收入水平的提高,环境质量先恶化再好转,即环境破坏与收入水平呈“倒U”形曲线,如图2-1所示。这种关系与20世纪50年代Kuznets提出的收入不均与经济增长的关系类似,人们称之为环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve, EKC)。

图2-1 环境库兹涅茨曲线

EKC曲线所反映的现象可能有以下成因:经济发展中伴随着产业结构的变化,从清洁的农业经济转变为污染严重的工业经济,再转变为清洁的服务业和知识密集型产业经济,这一过程会使环境质量先恶化后改善;高经济发展程度带来更高效的环保技术,提高资源的使用效率,减污投资增加,从而削弱生产对自然环境的影响;发展早期人们更偏好就业和收入,认为增加物质产出比保护环境有更大的优先权,随着经济的增长,人们开始重视环境问题,产生对高质量环境的需求等。

图2-2显示了2004—2014年10年间我国GDP和主要污染物排放的变化。近年来中国污染排放的增长速度明显低于GDP增长速度,且2011年后各项主要污染物排放开始呈减少趋势。这种变化应归功于中国在发展经济的同时相应采取的一系列较为严格和有效的环境保护措施,从而缓解了经济发展对环境的压力。然而,我国区域发展水平有较大差异,区域环境质量状况各具特点,经济增长与环境质量的矛盾在各地表现不一;我国的经济结构仍处于国际产业链的低端;资源环境形势严峻,生态环境脆弱,对发展的制约进一步增强。

图2-2 2004—2014年各类污染物排放增长变化

(资料来源:国家统计局各年环境统计年报。)

环境问题究其本质是经济结构、生产方式和消费模式问题。从根本上解决环境问题,必须从宏观战略层面切入,从生产、流通、分配、消费的再生产全过程入手,制定和完善环境经济政策。为了尽早遏制环境恶化的趋势并实现环境质量的明显改善,还需兼顾现实利益与长远利益的关系,加快调整经济结构,转变经济增长方式,大力发展高新技术产业,依靠科技进步节能降耗,积极推行清洁生产,加快发展循环经济,实行从严从紧的环境政策,加快推进环境管理战略转型,建设资源节约型、环境友好型社会。

二、区域性大气污染问题

(一)经济增长、能源消费对大气污染的驱动性

改革开放以来,随着我国经济高速增长,大量化石能源被消耗,大气环境污染问题日益严峻。当前我国已成为世界能源消费第一大国,能源消耗总量约占全世界的1/3,从1978年的5.7亿吨标准煤增加到2015年的43.0亿吨标准煤。各类大气主要污染物排放量均居世界首位,我国东部地区已经是全球大气污染物排放强度高值区。2013年1月,亚洲开发银行和清华大学联合发布一份名为《迈向环境可持续的未来:中华人民共和国国家环境分析》的报告,指出当前世界上污染最严重的10个城市之中,有7个位于我国。

城镇化和工业化快速发展使得化石燃料消费总量剧增,是影响我国区域性大气污染的主要因素。2015年我国地级及以上城市数量为338个,城镇化率由1978年的17.92%增长到2015年的56.10%。工业化、城镇化的发展使中国2015年GDP年增长率达到6.9%,导致资源和能源消耗量的大大增加。2000—2013年,我国石油消费量增长了121.4%,煤炭使用量增长了155.8%。我国煤炭燃烧、使用排放的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、烟尘、一次细颗粒物(PM2.5)等大气污染物,占全国排放总量的60%以上,其中SO2对排放总量贡献超过90%。煤炭使用对全国PM2.5年均浓度贡献约为50%~60%,其中60%来源于煤炭直接燃烧,40%来源于煤炭使用重点行业的排放。虽然近年来煤炭消费比重略有下降,但依然是我国最主要的能源消费方式(见图2-3)。同时,能源消费结构中煤炭一直占据主导地位,占消费总量比重的64%左右,最高时达到76%,远高于世界平均水平28%。燃煤成为总悬浮颗粒物(TSP)、SO2与酸雨等城市空气污染物的重要来源。水电、风电、核电、天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的17.9%。

图2-3 我国能源消费状况

(资料来源:中国统计年鉴,2015。)

虽然我国经济增长与能源消费短期因果关系并不显著,但长期来看我国经济增长与能源消费呈现显著的正相关性。快速推进的工业化和城镇化投资拉动了冶金、电力、石化等重化工产业和房地产业的高速发展,土地财政助推城市人口密度不断提高,使得大气污染物在城市局地范围内大量集中排放,远超城市大气环境容量,成为造成当前城市环境空气质量明显下降的重要原因。

此外,我国的汽车包括民用和私人汽车保有量快速增长(见图2-4),2015年我国民用汽车保有量超过1.7亿辆。汽车保有量的剧增在促进经济社会发展的同时,也带来了土地空间资源不足、能源消耗、空气污染等一系列问题。

图2-4 我国汽车保有量的年际变化

(资料来源:2015年国民经济和社会发展统计公报。)

除了上述经济发展方式粗放、能源结构不合理且能源消费过度增长、机动车保有量增长过快等因素外,环境监管、执法能力不足,违法排污屡禁不止等均是当前大气污染控制所面临的重大挑战。未来5~10年是我国加快推进城镇化进程的黄金时期,城市地区的人口、资源、环境等矛盾将更加突出,城市空气质量的改善面临更大的压力。

(二)大气污染现状

1.城市空气达标率低

目前我国城市空气中常规一次污染物SO2、NO2、可吸入颗粒物(PM10)等的浓度逐年降低,以此评价的城市环境空气质量也逐年改善。然而,城市空气污染的严峻形势并未发生根本转变,灰霾和臭氧(O3)污染日趋严重,二次污染问题凸显。自2013年开始,全国有74个重点城市按照新《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)开展空气质量监测和评价。2013年74个城市首要污染物PM2.5年均浓度为72μg/m3,仅有3个城市空气质量达标,超标城市比例达95.9%,其中有17个城市年达标天数比例不足50%,京津冀与珠三角两大区域所有城市均未达标。2014年达标城市较2013年增加5个,2015年达标城市增加至11个。全国城市空气质量达标率依然很低,重污染城市集中在京津冀地区。造成空气质量难达标的颗粒物污染已经由PM10向PM2.5演变,防治难度进一步加大。

大气污染导致全国年均灰霾天数呈上升趋势。2013年,全国范围内有20多个省(区、市)出现了持续性灰霾天气,全国平均雾霾天数达29.9天,华北中南部至江南北部大部分地区雾和霾日数为50~100天,部分地区超过100天。2014年,全国平均灰霾日减少到17.9天,但京津冀和长三角地区灰霾天数分别高达61天和66天,大范围、持续性灰霾过程也较2013年增加。颗粒物数谱模态分析结果显示,积聚模态颗粒物占颗粒物体积浓度的70%~80%,表明二次转化对颗粒物污染有重要贡献。防治灰霾污染已成为未来一段时期我国大气污染治理的主要任务。

2012年我国发布新修订的《环境空气质量标准》(GB 3095—2012),增设了PM2.5平均浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值,收紧了PM10等污染物的浓度限值,收严了监测数据统计的有效性规定,体现出我国环境保护工作的重点开始从污染物排放总量控制向环境质量改善、从控制一次污染物向控制二次污染物、从控制局地污染向区域联防联控转变。

2.碳密集型能源模式持续

我国长期依赖煤炭密集型能源发展模式,一次能源消费带来大量的CO2排放。2006年,我国超过美国成为世界上CO2排放量最大的国家。CO2为最主要的温室气体,与常规大气污染物排放“同根同源同步”,主要由煤炭燃料燃烧排放所造成。

研究表明,我国大气污染物SO2和温室气体CO2排放总量年际变化趋势相似。在区域排放特征上,SO2排放总量为西部>东部>中部>东北地区,CO2排放总量则为东部>中部>西部>东北地区,但西部地区排放强度远高于中东部和东北地区。绝大部分SO2和CO2排放量来自电力热力行业、黑色金属行业、非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造业4个行业,其中电力热力行业排放量最大。2010年电力、热力行业排放的SO2和CO2分别占行业排放总量的53%和55%。我国SO2和CO2排放量的相关系数r为0.806,且r西部r中部r东北r东部,各地相关性的差异体现在煤质差异、燃烧技术与SO2控制水平的差异(见图2-5和图2-6)。

图2-5 “十一五”期间重点行业SO2、CO2排放量贡献率

(资料来源:薛婕,罗宏,吕连宏,等.中国主要大气污染物和温室气体的排放特征与关联性[J].资源科学,2012,34(8):1452-1460.)

图2-6 1995—2010年我国SO2、CO2排放量之间相关系数排序

(资料来源:薛婕,罗宏,吕连宏,等.中国主要大气污染物和温室气体的排放特征与关联性[J].资源科学,2012,34(8):1452-1460.)

化石燃料燃烧所排放的污染物,如黑炭气溶胶和NO2等不仅会污染空气,还具有明显的气候效应,温室气体增加引起气候变化会加重和放大空气污染对人体健康、农业生产和生态系统的影响。在可预见的社会经济发展水平下,我国能源消耗和温室气体排放量将持续上升,局地污染物减排步履维艰,长期发展的资源环境约束问题将更加突出。

3.燃煤工业锅炉污染严重

我国工业锅炉集中在建材、冶金、供热、化工、造纸等行业,分布在工业和人口集中的城镇及周边人口稠密区,排放高度低,燃煤品质差,污染物排放强度高,运行热效率普遍低于设计热效率,是影响城市空气质量的重要原因之一(见图2-7)。在冬季采暖期采暖锅炉大量投入运行,导致城市冬季大气污染指数较其他季节明显偏高,空气质量进一步恶化。

图2-7 京津冀地区各行业燃煤锅炉排放PM2.5占比

(资料来源:王慧丽,雷宇,陈潇君,等.京津冀燃煤工业和生活锅炉的技术分布与大气污染物排放特征[J].环境科学研究,2015, 28(10):1510-1517.)

截至2015年年底,我国在用燃煤工业锅炉约47万余台,占在用工业锅炉80%以上,每年消耗标准煤约4亿吨,约占全国煤炭消耗总量的1/4。此外,在用燃煤工业锅炉以链条炉排为主,实际运行燃烧效率、锅炉热效率约低于国际先进水平15%。燃煤工业锅炉污染物排放强度较大,年排放烟尘、SO2和NOx分别为全国排放总量的33%、27%和9%。近年来我国出现的大范围长时间严重雾霾天气,区域内燃煤工业锅炉排放量贡献巨大。

(三)大气复合污染特征

目前,我国京津冀、珠三角和长三角地区,都已经出现严重的区域性空气污染问题。空气污染特征从传统的煤烟型污染向“复合型”污染转变,以煤为主的能源结构造成的煤烟型污染和主要由机动车排放造成的光化学污染共存并相互耦合,大大增强了大气氧化性,区域环境空气中细颗粒物和臭氧浓度显著升高,显示了多污染源叠加、多污染物共存、多尺度关联、多过程耦合、多介质影响的大气复合污染特征。大气复合污染来源复杂、过程复合、机制复合、影响复合,结合我国城市化进程的不断加快,给环境治理工作带来了更大的挑战。复合污染不是一次污染的简单叠加,而是一次污染物相互反应,形成光化学烟雾和灰霾等二次污染,一次污染和二次污染相互耦合而形成的。以细颗粒物浓度高、夏季臭氧浓度增高为主要特征的复合型大气污染,是十余年来我国快速城镇化进程中日益严峻,且短期内将难以摆脱的重大环境危机。具体表现在如下三个方面。

1.大气颗粒物污染是导致当前我国空气质量恶化的主要原因

2015年全国338个地级以上城市空气质量新标准监测中,超标天数中以细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)和可吸入颗粒物(PM10)为首要污染物的居多,分别占超标天数的66.8%、16.9%和15.0%,而以二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)为首要污染物的天数仅分别占0.5%、0.5%和0.3%。以PM10和PM2.5为代表的大气颗粒物污染将是我国相当长一段时期内面临的最主要的大气环境问题。由于大气颗粒物来源的复杂性,对于我国大部分城市,尤其是东部空气污染较为严重的城市而言,PM2.5污染的控制难度大于PM10,因此,PM2.5污染何时得到解决,可能直接决定我国空气质量何时得到全面改善。

2.大气氧化能力强,表现为大气臭氧浓度升高,光化学烟雾污染加重

挥发性有机物(VOCs)和NOx等一次污染物在大气中经过复杂的光化学反应形成二次光化学氧化剂,其中近地面O3占90%以上的比例,还包括过氧化氢(H2O2)、气态硝酸(HNO3)、过氧酰基硝酸酯(PAN)等有机过氧化物。随着我国机动车保有量的增加,许多大城市(如北京、上海、广州、深圳等)都监测到高浓度的O3,在典型季节O3超标频率达到50%以上,城市光化学烟雾污染出现频率增加,污染程度明显加重。

3.空气污染已由城市向周边地区蔓延,呈现出区域性环境影响

随着城市规模扩张,区域内形成连片发展的城市群,受大气环流及大气化学双重影响,相邻城市间大气污染相互作用显著,华北、中原、华南、华东等地区酸雨、臭氧和城市灰霾等污染现象呈现区域性特征。尤其在城镇密集地区,区域性灰霾和光化学烟雾现象更为严重。

城市大气污染源也具有区域特征。以SO2和PM10为例,我国东北、华北地区少雨,冬季采暖以煤炭为主要能源,燃煤导致SO2和烟尘排放量较高,城市工业和机动车排放能够形成复合型污染物,导致多数城市PM10和SO2浓度均较高;东南地区城市经济基础好,工业水平发达,大量机动车和工业排放污染相复合导致PM10超标较多;西北地区经济欠发达,且受荒漠和沙尘影响,城市多表现为自然来源的PM10污染特征;西南地区能源资源开采与加工行业较多,导致城市SO2浓度总体较高。

(四)细颗粒物成为最突出的大气污染问题

1.细颗粒物污染与灰霾天气

细颗粒物(PM2.5)也称为“可入肺颗粒物”,易成为大量有毒有害物质的载体,且在大气中停留时间长,传输距离远,对大气能见度降低具有最大贡献。2012年,环保部和国家质检总局发布的《环境空气质量标准》规定PM2.5的浓度限值为:年平均35μg/m3,日平均75μg/m3。图2-8显示了2015年我国PM2.5在74个新标准第一阶段监测实施城市的浓度,目前华北、中原、华南、华东、川渝等地区均呈现高浓度PM2.5,我国东部地区PM2.5浓度明显高于西部地区,以PM2.5指标计总体达标城市比例为16.2%。

图2-8 2015年我国各地PM2.5浓度年均值

(资料来源:2015中国环境状况公报。)

美国国家航空航天局(NASA)2010年发布的基于卫星遥感反演的全球PM2.5浓度数据表明,全球PM2.5污染最严重的地区集中在我国(见图2-9)。尤其是京津冀和长三角地区的区域性PM2.5污染更为严重,年均PM2.5浓度均已达到或超过80μg/m3,是国家二级标准(35μg/m3)的2倍以上。

图2-9 2001—2006年全球PM2.5浓度年均值分布状态

(资料来源:Donkelaar A V, Martin R V, Brauer M, et al.Global Estimates of Ambient Fine Particulate Matter Concentrations from Satellite-Based Aerosol Optical Depth:Development and Application[J].Environmental Health Perspectives,2010,118(6):847-855.)

大气颗粒物污染日趋严重,导致由颗粒物造成的能见度恶化事件越来越多。近年来,我国灰霾天气常常大面积连续出现,呈现出明显的区域性特征。与PM10相比,PM2.5在大气中滞留时间更长,输送距离更远,与PM2.5有密切关系的“霾”往往也是区域性的。2013年1月我国中东部连续出现雾霾天,覆盖范围涉及17个省市自治区1/4的国土面积,影响人口约6亿。2014年2月,我国中东部发生的霾污染影响了143万km2,约占全部国土面积的1/7。京津冀及周边地区(含山西、山东、内蒙古和河南)是全国空气重污染高发地区,2015年区域内70个地级以上城市共发生1710天次重度及以上污染,占2015年全国的44.1%。从雾霾成因上分析,由于冬季极寒天气造成城乡接合部和农村低矮燃煤面源增多,污染物的排放总量增加,加之在不利气象条件下,污染物扩散空间比通常减小,冬季地面夜间的辐射降温明显,使空气中的水汽达到饱和形成辐射雾,为PM2.5的吸湿、凝聚长大与累积提供了有利条件,使PM2.5浓度呈爆发式增长。

2.二次颗粒物组成及来源

大气细颗粒物除来源于自然界外,更多地来自人类活动的排放,可分为直接排入空气中的一次颗粒物以及与空气中的气态污染物通过化学反应生成的二次颗粒物。一次颗粒物主要由尘土颗粒以及由植物和矿物燃料燃烧产生的黑炭(有机碳)粒子组成,包括化石燃料形成的细粒子、机动车尾气排放的细颗粒、公路交通引起的扬尘以及建筑施工造成的细尘。二次颗粒物含有可溶性的硫酸盐、硝酸盐和二次有机物等,它们是由工业生产、各类燃烧过程排放的SO2、NOx、挥发性有机物(VOC)等一次气态污染物在大气中的氧化转化而来。近年来的观测数据表明,在各城市中二次颗粒物的比例在逐渐增加,已成为主要城市和城市群地区大气细颗粒物的主要来源。北京、上海、广州等大城市的PM2.5中二次颗粒的份额可超过50%。

3.大气氧化性是形成复合污染的关键

二次PM2.5的生成与大气的氧化能力密切相关。大气中的臭氧(O3)是表示大气氧化能力的代表性物质。O3是由大气中的一次气态污染物VOC和氮氧化合物(NOx)在太阳光紫外射线的作用下经一系列化学反应生成的二次污染物。这个过程同时会产生大量具有强氧化性的自由基,它们在一次气态物质转化为二次颗粒物的过程中具有重要的作用。因此,防治O3的生成对减少二次PM2.5污染具有重要的贡献。同时,从人体健康效应角度来看,O3也是一种有害物质,会引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、黏膜分泌增加、疲乏、恶心等症状,明显损伤肺功能,影响呼吸道结构,引起炎症,改变透气率。欧洲的一项研究表明:大气中O3浓度每增加10μg/m3,日死亡率将增加0.3%,心血管病将增加0.4%。

目前,区域空气质量模型模拟和卫星遥感资料显示我国东部对流层是全球大气臭氧浓度最高的区域之一,同时臭氧污染还呈现出显著的区域分布特征和时间变化特征。我国东部地区近地面O3质量浓度要明显高于西部地区,但是冬季西部地区要高于东部地区。全国各地超标时间跨度大,总体污染水平呈上升趋势。一些PM2.5浓度较低地区O3浓度逐年升高也引起关注。

大气氧化剂和细颗粒物可以促进大气一次污染向大气二次细颗粒物的快速转化,进而引发灰霾等二次污染,并且使得大气中多种成分共存,构成大气复合污染(见图2-10)。由此可见,大气氧化性是形成二次污染的关键,是复合污染形成的驱动力。

图2-10 大气复合污染的形成机制

(资料来源:国家发改委,清华大学.“十三五”环境保护重大问题研究(征求意见稿),2015.)

4.细颗粒物的健康效应

高浓度细颗粒物作为二次污染物的主要物种,对人体健康造成很大威胁。PM2.5颗粒细小,除了本身含有一定的有害物质外,还可携带重金属、致癌物(如多环芳烃)、病毒等多种有害物质,通过呼吸系统进入人体,可导致人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生育系统、神经系统、遗传系统的病症。研究显示,由呼吸道疾病、心血管病、肺癌造成的死亡与细颗粒物污染的关系更明显;细颗粒物对免疫系统功能低下人群(特别是老人和儿童)的危害最大;细颗粒物对健康的影响不仅与短期高暴露有关,也与低浓度下的长期暴露有关。

在当前复合污染情况下,PM2.5和其他多种形态不同、化学性质各异的污染物在大气中会发生化学耦合,产生协同、相加和拮抗等联合作用。例如,颗粒物中的有机物和NOx在一定条件下形成光化学烟雾,同样会增加PM2.5的暴露剂量。大气颗粒物浓度和暴露时间是决定颗粒物吸入量和危害程度的关键因素。直径为1~2μm的颗粒物在大气中的滞留时间可达到1~3个月,而直径在0.1~1.0μm的颗粒物受布朗运动和重力影响最小,在大气中的滞留时间可为几个月到十余年,对大气环境质量和人体健康产生长期的累积性的影响。

根据国际癌症研究机构(IARC)最新数据,2010年全世界共有22.3万人死于空气污染导致的肺癌。IARC审议了来自全球五大洲研究机构的1000多篇最新论著,认定有充足证据表明,暴露在室外受污染的空气中可增加患肺癌和膀胱癌的风险。这是第一次将大气污染物作为整体列为第一类致癌物,大气颗粒物作为室外空气污染物的主要成分,也单独被确认为第一类致癌物。

三、复合型水污染问题

(一)地表水质量恶化

我国从1984年建立水环境质量监测体系,监测数据表明地表水环境质量总体呈恶化趋势,环境容量难以承载主要水污染物的排放量,水环境污染具有结构型、复合型和区域(流域)性特征。2015年972个地表水国控断面监测数据显示Ⅴ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例为35.5%,海河流域面临最严重的污染,其劣Ⅴ类水质断面比例达到39.1%(见图2-11),河流水质总体上北方劣于南方、东部劣于西部。2015年Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的湖泊(水库)比例为30.6%,富营养化湖泊占比22.9%。湖泊富营养化局势严重的主要是东部平原湖区、长江中下游湖区、云贵高原湖区的湖泊和城市湖泊。近年来海洋环境状况总体较好,但近岸局部海域水体污染依然严重、生态受损问题依然突出,近海污染面积持续扩大。南海和黄海水质良好,渤海水质一般,东海水质极差,劣Ⅳ类水体占46.3%(见图2-12)。

图2-11 2015年七大流域和浙闽片河流、西北诸河、西南诸河水质状况

(资料来源:2015年中国环境状况公报。)

图2-12 2015年全国及四大海区近岸海域水质状况

(资料来源:2015年中国环境状况公报。)

截至2015年年底,全国城市污水处理厂处理能力已达到1.4亿m3/d,城市污水处理率已达91.97%。但与此同时,小城镇污水处理设施严重滞后,2014年农村污水处理率不足10%。2014年国家财政环境保护支出3815.64亿元,仅占财政支出的2.5%,投入不足,特别是农村环境保护投入不足,全国4万多个乡镇、60万个行政村,大部分没有环境基础设施,农村饮用水水源地水质达标比例仅为59%,县城的污水处理率低于50%。我国90%以上小城镇的水体环境均受到不同程度的污染,78%的城镇河段不宜作饮用水源。在污水设施建设滞后的同时,污水收集情况也非常差,排水管网面积普及率只有40%~60%,不少小城镇没有系统的排污管道,只有明渠或简单的排水设施。

(二)地下水污染严重

《2015中国国土资源公报》数据显示,在中国202个地市级行政区5118个监测点,61.3%的地下水呈“较差”或“极差”级,主要超标组分为铁、锰、氟化物、“三氮”(亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和铵氮)、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐等,个别监测点存在重(类)金属项目超标现象。

对京津冀、长三角、珠三角地区的地下水有机污染调查发现,主要城市及近郊地下水中普遍检测出微量的有毒有机污染物;农药类、卤代烃类和单环芳烃类等有机污染指标检出率为10%~20%,部分地区达30%~40%,东北老工业基地地下水“五毒”挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬。和有机污染问题尤其严重。另外,我国地下水超采严重,华北平原东部深层承压地下水水位降落漏斗面积达7万多平方公里,部分城市地下水水位累计下降达30~50米,局部地区甚至超过100米。

(三)复合型水环境污染

水环境污染问题的出现必然伴随着人口膨胀和经济发展。更多的水资源、土地资源等被占用,原有的农业生态系统迅速被环境影响更加显著的生态系统所替代,人口和产业的密集导致向水体排放的污染物种类复杂,排放量高,决定了我国水体污染具有典型的复合型特征。

在我国社会经济高速发展的背景下,发达国家近百年间分阶段出现的水污染问题,在我国发达地区从20世纪八九十年代至今这短短20~30年间集中体现和爆发。具体表现为化学需氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总氮、总磷、重金属、大肠杆菌、POPs等污染物排放量急剧上升,结构型、复合型和区域(流域)型污染特征显现。我国的水环境问题从陆域延伸到近海水域与河口,从单一污染趋向于复合型污染。常规污染物、有毒有机物、重金属、藻毒素等水污染衍生物同时存在、相互作用,形成复杂的复合型流域性污染;地表水与地下水的不同程度污染,使城乡人畜饮用水安全和公众健康受到严重威胁。

(四)饮用水安全问题

饮用水安全是影响公众生命健康和社会经济可持续发展的重要因素。尤其是近年来,我国复合型水污染和恶性水污染事故的频发对饮水安全和卫生问题形成了严峻挑战,威胁着人民群众的生命财产安全和社会稳定性。

水污染对饮用水安全构成直接威胁。饮用水源受到常规污染物和微量有机物、藻类及藻毒素、致溴物质等新型有毒物质的污染。我国农村约有3.6亿人接触的饮用水不符合相关标准,近20%的城市集中式地下水水源水质劣于Ⅲ类,不适宜作为生活饮用水源。部分城市的饮用水水源不仅常规化学指标出现超标,甚至氯仿、甲苯、四氯乙烯、苯并芘、氯苯、苯等致癌、致畸、致突变污染指标也出现超标,对人体产生潜在的健康风险。

部分行政区的水源地和排污口布设缺乏有效的协调和管理,部分水源地上游就是上行政区的排污口(河道),导致近年来威胁饮用水安全的环境事故呈高发态势。据统计,我国1986—2005年共发生152起饮用水污染事故;供水环节事故中,56.6%主要源于水源污染;生活污染是导致饮用水污染的主要因素,占65.1%,其次是工业污染。

四、固体废弃物及土壤污染问题

(一)固体废弃物污染特征

1.固体废弃物产生量和堆存量剧增且二次污染严重

近年来,生活垃圾和工业、建筑垃圾等固体废弃物产生量与经济发展速度显著相关,呈快速上升趋势。由于必要的处理处置设施不足,垃圾堆存量大,难以合理处置且堆存量仍在不断新增,已成为环境影响严重的环境公害,对水体、大气和土壤都造成很大程度甚至难以修复的污染。我国历来固体废弃物的产量都很大,且呈不断增多的趋势。据统计,2002年我国工业固体废弃物的产生量为9.5亿吨,而2014产生量达到32.6亿吨。“十一五”期间工业固体废弃物总堆存量净增加70亿吨,累计堆存量达到110亿吨。我国未经处理的城市生活垃圾累积堆存量至2007年年底已超过70亿吨,侵占土地面积约80多万亩,200多座城市处于垃圾包围之中,固体废弃物成为新的环境污染源。

固体废弃物若不经一定处理处置,长期堆存不仅占用大量土地,而且其所含的重金属元素、有毒有害介质、微细粉尘、有机污染物等易发生跨介质污染转移,会造成严重的大气、水体、土壤污染和生态危害。工业固体废弃物与城市垃圾在堆放过程中,在温度、水分作用下,某些有机物质会分解产生恶臭及有害气体,污染大气环境;有害固体废弃物长期堆存,经过雨雪淋溶,可溶成分随水从地表向下渗透,向土壤和地下水迁移并发生形态转化,使堆场附近土质酸化、碱化、硬化,甚至发生重金属型污染。例如,一般的有色金属冶炼厂附近的土壤中,铅含量为正常土壤中含量的10~40倍,铜含量为5~200倍,锌含量为5~50倍。这些有毒物质一方面通过土壤进入水体进一步扩大污染范围;另一方面在土壤中发生积累而被植物吸收,毒害农作物,并通过食物链传递对人体健康造成威胁,易引发社会群体事件。

2.固废综合利用率较低

“十一五”期间,我国二氧化硫(SO2)、化学需氧量(COD)等主要污染物排放量受到有效控制并呈下降趋势,然而,固体废弃物产生量居高不下,以年均10%的增幅快速增长。其中,废旧金属、电子垃圾、工业固体废物、建筑垃圾、生活垃圾与污泥、农林剩余物等大宗废弃物年产生量超过40亿吨,且综合利用率较低,平均不到40%。

从国家统计数据看,除废钢铁回收率较高外(50%左右),我国废塑料的回收率为25%,废橡胶的回收率为32%,废纸的回收率为35%,废玻璃的回收率只有13%。报废通信工具、废家电、废电子产品、报废汽车、废包装物和废电池等废旧资源回收率更低。垃圾是隐藏的资源,而当前我国的固体废弃物回收利用率与国际相比有较大差距。固体废弃物利用率低不仅造成了资源的极大浪费,也加大了固废处理成本,造成了沉重的环境负担。

3.危险废弃物处理处置水平较低

据统计,2014年我国产生危险废弃物约3633万吨左右,但我国大部分危险废弃物的集中处置率很小,处理处置和综合利用水平较低,多处于简单贮存或直接排放状态,二次污染严重;还有部分危险废弃物混入生活垃圾,给社会造成巨大的安全隐患。究其原因,当前我国危险废弃物处置设施严重不足且处置水平低;尚未建立统一的监管体系,相关法律法规和管理制度尚不健全;装备制造水平低,技术不过关且监管存在漏洞等。

4.电子废弃物无害化和资源化水平低

首先,废旧电子废弃物无序收集现象严重,废弃电子产品应由正规化、专门化的电子废弃物资源化公司进行集中收集,以实现低环境影响的处置和再利用。然而,当前大量废旧电子电器无序流入不受监管、生产水平低下的民间拆卸小作坊。其次,废旧电子电器再生利用处置水平低,污染严重。由于电子产品更新换代周期极短,电子废弃物的数量每年持续以惊人的速度增长。根据联合国环境规划署2010年发布的报告,中国已成为仅次于美国的世界第二大电子垃圾生产国,每年生产超过230万吨电子垃圾。加之全世界数量惊人的电子垃圾中有80%出口至亚洲,而其中的90%进入中国,发达国家这些长期的“污染输出”已成为我国一种新型的环境公害。同时,电子废弃物处理手段较为原始,一般仅有焚烧、破碎、倾倒、浓酸提取贵重金属等简单处理手段,废液则直接排放,因而造成了危害大、跨介质、难治理的环境污染。最后,电子废弃物处理产业投资不足,技术体系不成熟。企业规模普遍较小,投资融资困难,难以获取新技术支持,总体发展缓慢。

(二)土壤污染问题

1.土壤污染态势加剧

由于生活垃圾、污泥、工业废渣等的堆存,化肥农药的低效大量施用,污水灌溉管理不严格,大气粉尘沉降等原因,我国土壤污染日益严重。重金属污染、酸雨污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染以及其他各种污染交叉汇集于土壤资源,部分污染物超标达几十倍甚至几百倍,形成修复难度高、危害潜力大的复合污染。1989年来我国受污染耕地面积持续增长。2005年4月至2013年12月,我国开展了首次全国土壤污染状况调查,结果显示,全国土壤状况总体不容乐观,耕地土壤环境、工矿业废弃地土壤环境问题尤为严重。全国土壤总的超标率为16.1%,污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较低;被调查的690家重污染企业周边超标土壤点位占36.3%。

目前我国粮食生产依赖于化肥和农药的大量投入,每公顷用量比发达国家高出1倍还多,且使用量仍在上升。农药化肥用量呈现东部>中原>西部的空间分布规律,尤其在东南沿海经济发达地区污染更为严重。

2.土壤质量恶化影响食品安全

目前,农田农药、兽药、硝酸盐、重金属、农膜等污染物广泛侵蚀土地资源,严重影响了我国农产品质量安全。土壤中的污染物进入农产品后通过食物链进入人体并富集,引起人体慢性或急性中毒,甚至产生致癌、致畸、致突变等恶劣的健康影响。食品安全不仅与人体健康息息相关,还会影响诸如农产品出口、我国国际竞争力的维护等一系列问题。由于土壤污染往往具有累积性、滞后性和不可逆性,经常面临治理难度大、成本高、周期长的挑战,其治理成果将长期影响经济社会的健康和可持续发展。土壤污染问题已经成为影响群众身体健康、损害群众利益的重要因素。

五、造成环境问题的原因识别

结合以上分析,目前我国的环境形势十分严峻,集中表现为主要污染物排放量明显超过环境承载能力、生态系统功能退化,对经济发展构成了日益严重的制约。结构型、压缩型、复合型污染的特征将持续较长时间,环境保护面临长期、艰巨、复杂的工作。与此同时,我国的环境形势还随经济发展呈现出新的趋势,如环境风险上升、环境事故频发、群体性事件增多、环境损害加重等。造成环境形势严峻的原因是多方面的,突出表现在粗放型经济发展模式、复合污染加剧、农村环境问题、环保法治进程落后、配套政策措施不足等方面,详述如下。

(一)经济粗放式发展模式与环保基本国策保障不足的矛盾

中国工业化和城镇化进程突飞猛进,然而经济的高速增长持续依赖高投入、高消耗、高污染、低效率的粗放型增长方式,以“资源换增长”的不可持续的资源消耗型发展模式仍普遍存在。长期以来片面的GDP指标在地方政府政绩考核中处于核心地位。“重经济增长,轻环境保护”现象仍然突出,“先污染后治理”的错误认识依然存在。经济社会发展与环境保护的矛盾日益凸显,如不加控制终将爆发难以调和的矛盾。

环境保护已被列为国家的基本国策,但在人、财、物等资源配置和干部绩效考核等保障措施方面仍缺乏配套的硬性规定,基本国策的地位难以落实,我国仍然未能摆脱资源高消耗、环境重污染的粗放型经济发展模式。

(二)多种复合污染加剧形势的应对战略不充分

长期的以消耗不可再生能源和排放大量环境污染为代价的经济增长方式,已在我国产生并积累了严重的复合型环境污染问题。然而,目前对于二次污染加剧雾霾发生、臭氧浓度升高以及流域地下水的复合污染加剧形势认识不足,相关研究不够透彻,应对战略的有力程度尚须加强。

(三)农业和农村环境问题的预防治理滞后

我国农村环境保护基础薄弱,累积问题庞大,管理体制不完善,环保宣传教育落后,导致各种新旧污染、跨介质污染相互交织耦合,工业及城市污染频繁地不计后果向农村转移,加剧了农村环境保护工作的艰巨程度。随着工业化、城镇化和农业现代化的快速发展,废弃物产生量的进一步扩大,农村环境保护将面临更多新的挑战。全面建成小康社会的重点和难点在农村,而农村环境更是建设美丽乡村的关键制约瓶颈。

(四)环境保护法制进程落后于环保需求

现有环境法律法规尚不健全,实施中的可操作性尚需提高;对违法企业的处罚力度过低,难以强制威慑并纠正环境违法行为。土壤、化学品污染防治和环境监测等领域还存在法律空白,相关领域管理混乱,奖惩不明;亟须加强排污许可证、总量控制等工作的法律支持,以指导相关工作的顺利有序开展;环境执法监督不力,在一些地方存在有法不依、执法不严、违法不究的现象,“守法成本高、违法成本低”的问题长期未得到有效解决。

(五)配套政策措施难以全面调动社会积极性

可提升环境保护力度的财税、金融、价格、贸易等配套政策尚不完善,难以达到理想的鼓励程度。长期以来,资源价格不能合理反映资源的稀缺程度和污染治理成本,扭曲的资源环境价格体系难以协调资源节约、环境保护和经济发展间的可持续关系;合理的生态补偿机制还未形成;使政府处于被动局面的“先排污,后收费”的排污费征收方式难以形成对企业的有效约束机制,亟须改革。