我國目前非常規大氣污染物排放也處于上升階段，大氣污染治理正面臨嚴峻挑戰。相關研究表明，中國化石燃料消費的峰值在2030—2040年之間，電力、冶金、化工和建材等高耗能行業的峰值在2020—2030年之間，主要污染物排放的峰值在2020年左右。東莞環保相關人士介紹隨著中國工業化的快速發展，在面臨常規污染的同時，非常規污染物的問題日益顯現。
1、氮氧化物排放呈增長態勢。中國從2006年開始統計氮氧化物排放量，數據顯示，全國氮氧化物排放總量從2006年的 1523．8萬噸持續增長到 2011年的2404．3萬噸。一般認為，電力、建材（水泥）、交通行業是氪氧化物的主要排放源，考慮到這些行業仍處于快速發展階段，以及現有的治理水平，預計氮氧化物的排放將持續增長。
2、細顆粒物（PM2．5）排放呈顯著增長態勢。相關文獻表明，燃煤塵、交通道路揚塵、機動車尾氣塵、工業過程粉塵、建筑揚塵是細顆粒物（PM2．5）的主要來源。數據顯示，現階段生活源煙塵排放總量大體上呈增長的態勢，當前中國處在基礎建設的高峰期，建筑、拆遷、道路施工及堆料、運輸遺撒等施工過程產生的建筑塵和道路揚塵，呈進一步加重的態勢。根據相關研究，上述排放源均呈增長的態勢，至少到2030年，細顆粒物（PM2．5）排放將呈增長的態勢。
3、揮發性有機物（VOCs）排放呈顯著增長態勢。相關文獻表明，工業過程、機動車尾氣、化石燃料、建筑裝修是揮發性有機物主要排放源。相關預測表明，至少到2020年，揮發性有機物排放呈增長的態勢。
4、大氣重金屬排放呈顯著增長態勢。相關文獻表明，燃煤是全球重金屬循環中最為重要的大氣污染物排放源。根據相關預測表明，至少到2020年，中國大氣重金屬排放量呈增長的態勢。
          根據對主要大氣污染物排放趨勢的分析，在未來相當長的時期內，尚未得到控制的大氣傳統污染物和非常規污染物同時并存，治理難度會很大，處理成本會更高，治理工作也將更加錯綜復雜。現階段中國環境質量仍處在整體惡化的階段，環境質量好轉的“拐點”遠未到來。從大氣污染治理的國際經驗來看，歐美國家大致在1970—1990年控制了二氧化硫、氮氧化物等常規大氣污染物，1990—2010年控制了PM10和PM2．5等大氣污染物排放。中國工程院、環境保護部的《中國環境宏觀戰略研究》（2011）提出了中國大氣污染治理的目標，2050年大多數城市和重點區域基本實現世界衛生組織（WHO）環境空氣質量濃度指導值。 綜上所述，通過大氣污染治理，實現城市空氣質量明顯好轉，將是一個長期和艱巨的過程，可能還需要二十年甚至更長的時間。
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