大氣環境紅線劃定技術研究

(環境保護部環境規劃院，北京 100012)

1 引 言

為推進生態文明制度建設，黨的十八屆三中全會提出劃定生態保護紅線的重要部署。環境保護部根據生態保護紅線提出的背景與發展過程，兼顧生態、環境、資源三大領域重大問題與保護需求，提出了構建以“生態功能保障基線—環境質量安全底線—自然資源利用上線”為核心的國家生態保護紅線體系。作為國家生態保護紅線的重要組成部分，環境質量安全底線的劃分工作亟需開展。

環境質量安全底線是指保障人民群眾呼吸上新鮮的空氣、喝上干凈的水、吃上放心的糧食、維護人類生存的基本環境質量需求，是保障基本環境民生和安全的底線。具體而言，包括大氣、水、土壤三類紅線。其中大氣環境紅線的劃定與水、土壤等要素的紅線劃定存在較大差異。水與土壤紅線有清晰的空間邊緣，同時其界定有相關法規政策作為支撐，水環境紅線與土壤紅線可以基于現狀評估和已有法規政策劃定，如：引用水源地、濕地、自然生態保護區及基本農田等均為法定性紅線。受氣候特征、天氣系統、地形以及日夜演替等諸多因素影響，大氣系統流動性復雜，空間邊緣不明確，大氣環境紅線缺乏相應政策法規界定。因此大氣環境紅線劃定更多依賴于理念與技術創新。本研究旨在構建大氣環境質量安全底線的劃定方法，為環境質量安全底線劃定提供技術支撐。

2 概念內涵

大氣環境質量安全底線包括大氣環境紅線與管控措施兩個內涵，指基于大氣環境功能重要性、敏感性與脆弱性評價結果，識別出的需要特別保護或治理的空間區域，以及針對紅線區域提出的環境質量目標、污染物排放控制目標和風險管理要求。大氣環境紅線以氣象、地形、土地利用等自然稟賦為出發點，其本質應基于自然要素劃定，劃定目的是實現大氣環境管控措施的空間差異化，確保人類開發活動順應自然規律。大氣環境紅線不僅是空間概念，更是一個綜合管控體系，反映大氣環境系統“空間格局-質量維護”的全過程管理，具體見表1。

表1 大氣環境質量安全底線構成

2.1 環境紅線

環境紅線是指大氣環境需要特別保護或治理的空間區域，其具有客觀性和動態性雙重特征：(1)客觀性。大氣環境系統的空間差異客觀存在，環境紅線基于氣象、地形等自然稟賦劃定，具有自然屬性；(2)動態性。受社會經濟、自然地理變化的影響，大氣環境系統不斷演變。

2.2 管控措施

管控措施是指通過確定質量底線、排放上線、風險防范底線，強化大氣環境紅線區的管控，實現空間差異化管理，具體包括：(1)質量底線。維護大氣環境功能的最基本要求，即《環境空氣質量標準》；(2)排放上線。確保空氣質量達標的最大允許排放量，即環境容量；(3)風險防范底線。完善的環境與健康風險評估體系、環境風險管理措施、環境事故處置和損害賠償恢復機制。

3 技術路線

大氣環境紅線的劃分應遵循以下4個步驟：(1)確定評價單元。根據大氣環境系統特征，選擇大氣環境系統的“評價單元”；(2)大氣環境系統評價。根據大氣環境系統結構、過程與功能特征，結合環境功能區劃以及大氣環境容量，評價大氣環境系統的重要性、敏感性和脆弱性，并對評價結果進行分級；(3)大氣環境紅線劃定。基于大氣環境功能重要性、敏感性、脆弱性評價結果，識別大氣環境紅線控制單元，劃定大氣紅線；(4)制定管控措施。制定環境空氣質量達標、主要污染物排放控制和環境風險管理等紅線管理要求。大氣環境質量安全底線劃定所需數據和工具見表2。

圖1 大氣環境紅線劃定技術路線

數據類型數據描述基礎數據社會經濟、人口、能源消費數據、監測點位空氣質量數據、污普動態更新數據或環境統計數據等氣象數據地面站數據:逐時風向、風速、氣壓、氣溫、濕度、降水等,及站點經緯度探空站數據:風速、風向、氣溫、氣壓等空間數據人口分布、地形高程、土地利用、行政區劃等電子數據模型軟件ArcGIS、氣象模型(MM5、WRF等)、空氣質量模型(CMAQ、CAMx、CALPUFF)等

4 大氣環境紅線

劃定大氣環境紅線是確保環境管控措施空間落地的前提，其劃定過程包括評價單元劃分、重要性評價、敏感性評價、脆弱性評價、環境紅線劃定共5個環節，具體如下：

4.1 評價單元劃分

“評價單元”劃分是評價大氣環境系統的基礎，依據研究區域尺度及評價精度，“評價單元”的劃分方式包括以下兩種：(a)網格化單元劃分，將研究區域劃分為若干個規則的等間距網格，每個網格即為一個“評價單元”；(b)行政區劃單元劃分，以省、市、縣行政邊界為依據劃分，即研究區域內每一個行政區為一個“評價單元”。“評價單元”的空間概化方案及分辨率直接決定環境紅線的空間分辨率。

4.2 重要性評價

基于大氣環境功能區劃、人口聚集度、城市定位等不同環境功能區對空氣質量需求的差異，評估各“評價單元”的重要性。環境功能重要地區一般包括大氣環境一級功能區和人口密集地區，目的是保護人體健康及其它較敏感環境受體。

4.3 敏感性評價

利用CALPUFF、CMAQ等空氣質量模型，模擬每一個“評價單元”單位污染排放對“受體單元”空氣質量的影響強度。在等量污染物排放的情況下，“評價單元”對“受體單元”空氣質量影響越大，則評價單元空間敏感性越大。大氣環境敏感區主要位于“受體單元”的主導上風向地區及大氣環流通道。大氣環境敏感區內布局污染源將對區域、城市空氣質量造成嚴重影響。

建議在全國尺度選取地級及以上城市作為“受體單元”；在區域尺度選擇地級及以上城市或縣級及以上城市作為“受體單元”；在城市尺度選取空氣質量監測點位、一類大氣環境功能區作為“受體單元”。

4.4 脆弱性評價

基于空氣質量模型，模擬各“評價單元”空氣資源或環境容量大小，結合各“評價單元”污染物排放量、大氣污染程度，估算各“評價單元”的大氣環境承載率，評價各“評價單元”脆弱性。大氣環境脆弱區一般位于空氣資源小、環境容量小等先天自凈能力較弱(如：山谷、河谷、盆地等)及環境承載率大、空氣污染嚴重的地區。

4.5 環境紅線劃定

基于各“評價單元”的重要性、敏感性、脆弱性評價結果，識別大氣環境紅線控制單元，劃定大氣環境紅線。

5 大氣管控措施

5.1 大氣環境質量目標

大氣環境紅線區質量達標是區域大氣環境質量達標考核的重點。將《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)作為大氣環境質量安全底線，大氣環境紅線區內空氣質量已達標地區應實施更加嚴格的環境空氣質量標準，爭取達到一級標準的要求；對處于大氣環境紅線區，但未達標的地區應依據空氣污染程度，要求限期達標，維護大氣環境安全底線；近期應將《大氣污染防治行動計劃(2013-2017)》提出的空氣質量改善目標作為硬性約束指標。

表3 環境紅線劃定環節及技術要點

5.2 大氣污染物排放控制要求

對大氣環境紅線區應實施更加嚴格的總量控制要求與排放標準。遠期將環境容量作為排污上線，確保各項污染物排放總量降至環境容量以下；近期將主要大氣污染總量減排目標作為排放控制線，在大氣污染物排放總量控制目標確定過程應體現出空間差異性，針對大氣環境紅線區應實施更加嚴格的總量控制要求與排放標準，嚴格執行大氣污染物特別排放限值，鼓勵各地政府制定嚴于國家標準的地方排放標準，擴大特別排放限值實施范圍。

5.3 大氣環境風險管理

對大氣環境紅線區應實施更加嚴格的環境風險管理。編制發布國家有毒有害大氣污染物及排放行業名錄，排查大氣環境紅線區現役風險源，建立紅線區風險源數據庫，建立涉及有毒有害廢氣排放企業環境信息強制披露制度，禁止在大氣環境紅線區新建涉及有毒有害氣體、易造成大氣環境風險的各種項目，已有具有潛在環境風險的企業應遷出敏感區；人口集中的大氣環境功能重要地區及城市應率先制定完善重大環境污染事件應急預案，建立重污染天氣監測預警體系，通過應急措施預先降低大氣污染程度，提高公眾健康防范意識及知識，降低環境風險。

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