積極應對全球氣候變化下的環境問題
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◆蔡博峰 周穎 張毅強 姚瑤
劉蘭翠 張戰勝
近期，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布了第五次氣候變化評估報告，以氣候變化的事實—影響—適應—減緩為主脈絡，深入、詳盡地論述了在氣候變暖情況下，全球環境、社會、經濟等各方面受到的影響、未來將要受到的影響以及積極應對的措施，將對世界各國環境保護、經濟結構調整、社會模式變化和生活方式轉變等產生深刻影響。因而，深入分析和研究第五次氣候評估報告關于環境問題的論述，對于我國在全球應對氣候變化大趨勢下有效改善環境質量，有著非常重要的借鑒意義。
氣候變化對環境保護的影響
根據IPCC評估報告，1880年～2012年，全球海陸表面平均溫度升高了0.85℃。全球尺度上的升溫已然是科學事實，而溫度升高的結論在區域層面上的表現并不一致，比如依然存在溫度降低的區域。
污染治理和環境質量往往都體現在區域層面，而對于影響污染物擴散和空氣質量的主要氣象因素——降雨和地表風速，IPCC第五次評估報告并沒有給出較為可信的結論性趨勢。也就是說，在當前的認知水平下，全球溫度升高并沒有伴隨著降雨和地表風速的整體趨勢性顯著變化。而對區域環境質量有著顯著影響的往往是區域或者局部氣象條件，因而，在全球氣候變化大背景下，很難評估區域環境質量的變化趨勢。
首先，區域空氣質量（臭氧和細顆粒物（PM2.5））主要受排放水平（氮氧化物、二氧化硫等污染物）的影響，氣候變化僅起次要作用，而且不確定性較大。
其次，觀測和模擬證明，其他條件不變時，受污染地區的局地溫度如果升高，會引發局地化學和排放正反饋，從而推高臭氧和PM2.5水平。在受污染地區，高溫和高濃度臭氧有同時出現的情況，但是這種污染現象往往伴有靜風條件。植物和土壤的NMVOC（非甲烷揮發性有機物）排放等，都會隨著溫度升高而升高，其排放增加會推高臭氧濃度。
第三，對于PM2.5，氣候變化可能會改變其自然氣溶膠源以及降雨對其的清除作用，但氣候變化對于PM2.5的分布影響研究尚無可信度。氣溶膠的自然源會隨溫度的升高而增加，特別是野火、粉塵和生物源二次有機氣溶膠。同時，氣溶膠會受到降雨的影響，降雨的增加會降低氣溶膠濃度。熱浪往往和較差的空氣質量相關，氣候變化提高了極端天氣（如熱浪）的發生頻率，可能會加劇局地污染。
第四，氣候變暖可能會惡化水質，尤其是人工淡水系統的水質，主要是溫度升高導致強降雨和干旱頻發。強降雨情況下營養物質和污染物的集中釋放，干旱情況下污染物稀釋能力降低，以及洪水情況下污染物處理設施的毀損等，都會惡化區域水質。對于湖泊和水庫來說，區域溫度升高導致暴雨徑流，使得水質富營養化和藻類暴發。對于河流來說，地表徑流突然增加，導致土壤中的污染物和營養物質進入水體，降低水質。在干旱和半干旱地區，溫度升高降低了自然河流對于污染物的稀釋能力。
此外，氣候變化會改變污染物的分布和特征，從而對人體健康產生影響。盡管在全球尺度上，溫度升高有利于臭氧平均濃度的降低，但在區域層面，尤其是在污染較為嚴重的地區，如城市及周邊地區，溫度升高會導致對流層臭氧濃度的升高。
減緩氣候變化對環境保護的影響
2010年，全球溫室氣體排放量達到495億噸二氧化碳當量，其中二氧化碳占73%，甲烷占20%，氧化亞氮占5%，其它含氟溫室氣體占2%。而當前全球年排放和累積排放趨勢與控制升溫1.5℃～2℃目標的排放路徑依然有較大差別，未來更加激進的減緩氣候變化措施將對環境保護產生較大影響。
第一，以降低溫室氣體排放為核心目標的減緩氣候變化，會產生較為顯著的污染物減排效果，對于發展中國家污染較為嚴重的區域，這種環境協同將更明顯。但隨著發展中國家的環境管理和環境標準越來越嚴格，減緩氣候變化的環境效益將逐漸降低。應對氣候變化對污染物減排和空氣質量的影響程度，與已經實施的環境政策和管理的嚴格程度密切相關。例如，在二氧化硫控制比較寬松的地區，氣候政策的二氧化硫協同減排效果比較顯著。而在二氧化硫排放非常嚴格的地區，氣候政策的二氧化硫協同減排效果可能接近于零。
第二，許多溫室氣體減排技術的應用可能會帶來污染物排放的增加，可再生能源的推廣和應用也會產生不容忽視的環境和生態影響。減緩氣候變化的努力有時與污染物減排并不協調，例如，二氧化碳捕集與封存（CCS）可能會造成氮氧化物和氨氣（NH3）排放增加，并且可能會影響地下水水質。發展可再生能源是減緩氣候變化的重要途徑之一，但許多可再生能源也有較為顯著的生態和環境影響。例如，風電需要較大場地，而且猛禽和蝙蝠等會與風電設施發生撞擊；水電的水壩會影響魚類的洄游，而且對于河流有大規模影響，將對濕地、河流生物多樣性及整個河流生態系統產生影響；核電也是低碳能源，但核燃料及核廢料的處置仍是核電的重要環境隱患。
IPCC第五次評估報告提出了一個重要概念，即氣候影響污染物。氣候影響污染物不僅產生氣候效應，也會污染環境，從而對人體健康產生影響。甲烷是重要的溫室氣體，同時也是區域人為對流層臭氧的前體物質，對人體健康、農作物和生態系統都有顯著的負面影響。因而，甲烷減排不僅能有效減少溫室氣體，而且能降低由于臭氧導致的人體和生態系統健康損失。研究表明，如果聯合國環境規劃署（UNEP）和世界氣象組織（WMO）提出的400項黑炭和甲烷減排措施得以實施，到2030年，其健康效益將非常巨大。
此外，許多重點領域的應對氣候變化行動，會產生較為顯著的環境健康效益。例如，交通領域的許多減排措施，不僅有利于降低溫室氣體，而且會減少污染物排放和緩解交通擁堵。英國倫敦的交通二氧化碳減排政策，其環境健康效益減少了7332傷殘調整生命年/每百萬人口。工業部門中，煉鋁過程中的PFC減排，半導體生產過程中的PFC減排，都會提高工作環境質量，從而減輕對職工的健康影響。
環境保護對氣候變化的影響
區域環境治理措施對氣候變化有著較為復雜的影響，一些機理和過程尚缺乏深入的研究和確定的結論，包括大氣污染物對降雨格局的影響。所以，當前難以定量研究污染物減排措施對氣候變化的影響。氣溶膠有效輻射強迫評估中存在較大的不確定性，盡管如此，還是有很高信度顯示，氣溶膠已經抵消了很大部分由混合溫室氣體造成的全球平均輻射強迫。
首先，甲烷、一氧化碳和NMVOC（非甲烷揮發性有機物）的減排都有較為顯著的降溫效果。控制甲烷排放，有利于減少溫室氣體，有降溫作用。同時，控制甲烷排放，也有利于減少地表臭氧，產生降溫作用。所以，控制甲烷排放的直接和間接效果，都有較為明顯的降溫作用。控制一氧化碳和NMVOC有利于對流層臭氧的減少，能起到降溫作用。
其次，二氧化硫減排具有升溫作用。氮氧化物和黑炭的控制和減排既有降溫效果也有增溫效果，但氮氧化物減排的增溫效果更為明顯，黑炭減排的降溫效果更顯著。二氧化硫可以形成硫酸鹽氣溶膠，因而二氧化硫的減排有升溫作用。氮氧化物的減排既有升溫作用，也有降溫作用，雖然減少了對流層的臭氧，有降溫作用，但同時，氮氧化物對甲烷壽命的影響和氮氧化物形成的氣溶膠，導致氮氧化物減排有增溫作用。黑炭降落到積雪上，降低其反照率，從而吸收大氣中的熱量，所以，黑炭減排具有降溫作用。但黑炭和云相互作用，云可以產生降溫作用。所以，黑炭在這方面具有降溫作用。減排黑炭，可能會有增溫效果。
第三，氟氯烴的輻射強迫在下降，而氟氯烴的許多替代物的輻射強迫有所增加。在過去幾十年中，對輻射強迫貢獻排第三的均勻混合溫室氣體CFC-12，在《蒙特利爾協議》及其修正案限制下排放逐漸停止，導致氟氯烴的輻射強迫出現下降。在過去5年里，CFC-11、CFC-12、CFC-113等3種主要氟氯烴化合物的輻射強迫有所降低，而這種降低被第4種主要氟氯烴HCFC-22輻射強迫的相應增加所彌補。
第四，對流層和平流層臭氧對氣候變化產生影響。對流層臭氧是區域環境的主要污染物之一，臭氧不是直接的排放產物，而是由光化學反應形成。對流層臭氧的輻射強迫大部分是由人為排放甲烷、氮氧化物、一氧化碳和NMVOC造成的，而平流層臭氧輻射強迫主要源自鹵代烴導致的臭氧消耗。未來污染物減排，將對短期氣候變化產生影響。人為活動排放的甲烷到2030年減排25%，將有效減少地表臭氧，可以形成2036年~2045年期間降低溫度0.2℃的作用。
環境保護在應對氣候變化方面也會產生一定的影響。環境治理中，一些末端治理措施如末端脫硫等，會增加溫室氣體排放，但許多環境治理工作對于非二氧化碳溫室氣體控制有著非常積極的作用。全球廢棄物的溫室氣體排放在2000年～2010年間發生了快速增長，但基本保持總排放占比的3%。歐盟和美國的垃圾填埋場溫室氣體排放在2000年～2010年間都出現了幅度約為20%的下降，其主要得益于廢棄物的減量化、資源化和能源回收利用。而我國的填埋場溫室氣體排放卻出現大幅上升，2010年甲烷排放量達到2000年的1.84倍。因而，加大城市生活垃圾的治理力度，將會有效地控制填埋場的甲烷排放。
對我國環境管理的政策建議
IPCC第五次評估報告將對未來全球環境管理、國際環境合作及區域環境治理產生深刻影響。因而，充分考慮和借鑒IPCC評估報告中關于環境問題的論述，對于強化我國環境管理具有積極的意義。
第一，在全球氣候變暖的背景下，未來我國重污染區域的污染物本底濃度可能會有所上升，環境保護工作難度進一步加大。在未來環境管理中，需要充分考慮溫度升高的影響。從整體看，1901年～2012年，我國溫度呈上升趨勢，未來這種趨勢仍將持續。因而，我國污染較為嚴重的區域，其環境治理難度將進一步加大，在今后的環境管理中，需要充分考慮這種環境質量本底的變化。
第二，加強甲烷等主要氣候影響污染物的排放控制。氣候影響污染物減排具有顯著的氣候效益、環境效益和健康效益，其協同效益非常明顯。甲烷和黑炭是最主要的兩種氣候影響污染物。當前，甲烷排放控制并未完全納入我國環境管理體系之中。國際學術界積極建議將甲烷列為空氣污染物進行治理，IPCC評估報告明確其具有顯著的環境影響和增溫效應。因而，積極開展甲烷等主要氣候影響污染物排放控制，對于我國應對氣候變化、強化環境治理和減少環境健康損失具有重要意義。
第三，加強重點領域非二氧化碳溫室氣體的排放控制。我國是非二氧化碳溫室氣體尤其是含氟溫室氣體的排放大國。這類溫室氣體和我國環境管理密切相關。加強重點領域非二氧化碳溫室氣體的排放控制，有利于樹立我國積極減排的國際形象。目前，在《聯合國氣候變化框架公約》之外出現了很多針對非二氧化碳溫室氣體的國際合作行動倡議，其基本理念是，考慮到很多非二氧化碳溫室氣體是短壽命溫室氣體，并且具有較高的全球增溫潛勢，短期內可以通過減排來實現應對氣候變化的目標。
第四，深入評估各項低碳技術和措施的環境影響，謹防由于低碳發展帶來環境污染和生態影響。當前，我國包括太陽能發電的可再生能源發電裝機發展很快，CCS等技術的應用示范也在加強推廣。而根據IPCC評估報告，許多低碳技術都存在不同程度的環境影響。在當前的技術水平下，太陽能發電的全生命周期的污染物排放可能高于傳統煤粉發電，因而，應開展全面和深入的全生命周期的環境和生態評價，謹防由于低碳發展帶來環境污染和生態影響。
作者單位：蔡博峰、周穎、劉蘭翠、張戰勝，環境保護部環境規劃院；張毅強，環境保護部華南環境科學研究所；姚瑤，環境保護部宣傳教育中心
