一 理论基础

污染物进入大气环境后，大致会经历扩散、搬运、迁移、沉降、清除等一系列过程。这一过程不断地制造清洁空气，为新的扩散活动提供空间，使得上述过程得以循环往复。我们将这一循环往复的过程称为大气的自然净化过程。

大气的自然净化过程能否产生足够多的清洁空气，与大气活动水平有关。例如，当风速高于5米/秒时，细颗粒物的沉降速度是静风时的数十倍，其产生清洁空气的能力比静风时要强得多。也就是说，不同的大气活动水平，所对应的大气自然净化过程不同，污染物在大气中留存的时间也不相同，其产生清洁空气的速度也不相同。因此，我们将大气自然净化过程中产生清洁空气的速度定义为大气的自然净化能力，速度快则净化能力强，反之则净化能力弱。概括起来，大气自然净化能力具有如下特点。

第一，短期看，大气自然净化能力是大气活动水平的直接反映，具有实时性特征，其与大气活动水平的变化一致。当大气活动剧烈时，大气的自然净化能力就强，反之就弱。因此，一个地方的大气自然净化能力具有实时变动的特点。

第二，长期看，大气自然净化能力是地理位置、地形地貌、地球公转的间接反映，具有周期性特征，其年平均水平与本地气候特征及气候变化一致。不同地区、相同地区的不同位置，其大气自然净化能力的年平均水平具有显著差异。

第三，技术上，大气自然净化能力具有可测量性，是大气活动因子的函数。实际应用中，我们使用了反映大气自然净化能力强弱的经验公式、大气自然净化能力指数模型（ASPI-Model）、反映大气自然净化能力强弱的理论公式、大气环境容量指数模型（AECI-Model），从而实现了对不同地区、不同时段的大气自然净化能力强弱的精细观测。同时，利用大气自然净化能力指数，引用历史数据，可以大致估算不同大气自然净化能力指数对应的平衡排放强度，从而实现大气自然净化能力与污染物实际排放强度的换算关系，为大气污染物排放控制目标提供必要的数据支撑。

第四，理论上，大气自然净化过程是一个连续发生的过程。（1）大气自然净化能力是无限可分的，不同的时段（时点）都有与其一一对应的大气自然净化能力；（2）大气自然净化过程制造新鲜空气的速度也是无限可分的，并与大气自然净化能力一一对应；（3）大气自然净化能力是一个变量概念，不是一个存量概念，大气自然净化能力的强弱与大气中污染物浓度无关，只表征大气活动对污染物的清除能力。

事实上，大气污染是一个主观概念，它的核心含义是：当污染物在大气环境中达到一定浓度并持续一段时间，以至于对暴露在其中的人、动植物和资产等造成不可忽视的损害时，就产生了大气污染。简单地说，大气污染具有三个条件：一是大气中污染物的浓度；二是污染物在大气中的持续时间；三是人、动植物和资产在大气中的暴露量。大气自然净化能力对大气污染物浓度和持续时间的显著影响，决定了其对大气污染防治工作的重要意义。

首先，大气自然净化能力是决定是否产生大气污染的重要因素。当污染物排放超过大气自然净化能力时，污染物才会在大气中积累，浓度才会升高，这种情况持续时间足够长，才会产生大气污染。因此，大气污染是由污染物排放强度与大气自然净化能力共同决定的，而不是由污染物排放强度单方面决定的。生活中我们也会思考这样的问题，工厂每天按时生产、人们有规律地生活，污染物排放无甚差异，为什么有时候蓝天白云，有时候却会雾霾漫天。其实，这就是大气自然净化能力的快速变化所导致的。大气自然净化能力突然降低，污染物排放做不到及时调整，就会出现重污染天气。

其次，大气自然净化能力的下限决定了产生大气污染的最高排放强度。人类、动植物和资产^[1]对大气污染物都有一定的耐受力，只有当大气中污染物的浓度高于某一个限值时，才会对他（它）们造成显著损害。也就是说，当大气中的污染物高于这一限值时，大气污染才会发生。对于某一个地区来说，全年的大气自然净化能力时强时弱，当大气自然净化能力处于最低水平时，最容易产生大气污染。反过来说，当污染物排放强度超过了某地的大气自然净化能力最低水平时，就有可能出现大气污染。之所以说是有可能，是因为污染物排放强度也具有实时性特征，只有当大气自然净化能力的下限与污染物排放的上限同时出现时，才会发生大气污染。当然，这是理想的状态。如果我们将污染物排放看作一个波动较小，且有规律的活动，则一个地区大气自然净化能力的下限，就决定了该地区产生大气污染的排放强度。这一点具有重要的现实意义，我们对大气环境资源的分级排序，就是依据这一逻辑。一个地区想要减少大气污染发生的频次，污染物排放强度就不能超过本地大气自然净化能力的下限。例如，对某地全年的大气自然净化能力进行从小到大的排序，如果污染物排放强度不超过最小的那5%，就意味着该地全年发生大气污染的最高频次是5%，绝不会超过这个频次。这一特征为我们进行污染物排放控制提供了重要的数据参考。

最后，大气自然净化能力的周期性特征是大气环境能够成为一种资源的基础。大气环境能够成为一种资源必须具备三个条件：（1）异质性，不同地区的大气环境必须存在差异；（2）稀缺性，大气环境必须能够成为某种边际成本不为零的要素；（3）可配置性，大气环境资源只有可以实现配置，其作为资源的意义才存在。

人类发展到今天，大气环境成为一种资源的条件已经成熟。一方面，人类活动产生的污染物早已超过了大气自然净化能力的下限，获得清洁空气的边际成本早已经不为零了；另一方面，地理空间决定了大气环境的异质性，污染物排放的空间配置，即大气环境资源的配置。这是我们能够连续编撰《中国大气环境资源报告》的理论基础。