随着我国改革开放及经济体制改革的深入，环境保护管理面临着一系列新问题。建设项目立项的渠道化、外资企业的增多、乡镇企业的迅猛发展、第三产业的崛起、开发区建设的如火如荼等，都给我国的环境管理带来了新的冲击和挑战。1994年国家环保总局颁布了《建设项目环境保护设施竣工验收管理规定》（14号令），使建设项目环境保护管理工作重点落在环保设施竣工验收的监督检查上，各省也制定了相应的规定，环保设施竣工验收逐步规范化。1994年开始，建设项目环境保护验收由环境保护行政主管部门以参加工程整体验收转向由各级环境保护行政主管部门组织单项验收。为加强“三同时”管理，全国普遍加大了执法力度，由环境保护部门组织定期检查和重点执法检查相配合，开展分片、分部门的检查，对严重违反“三同时”制度的企业，如四川聚酯、唐山化纤、北京国华热电厂等项目，给予了限期整改直至停产的严厉处罚，在社会上产生了广泛的影响，进一步推动了“三同时”制度的执行。
1996年8月3日，国务院发布的《关于环境保护若干问题的决定》中第2条规定：“各级环境保护行政主管部门要严格建设项目的环境保护管理和日常监督监测工作，对建设项目环境影响评价审批，环境保护设施‘三同时’的审查和验收负全部责任。各级计划、经贸、建设、工商、土地管理和其他有关部门要按照各自职责严把项目审批、登记、规划、用地、设计、竣工验收关。地方各级人民政府的领导干部不得违反国家有关建设项目环境保护管理的法规，擅自批准建设未经环境影响评价的项目。”这一决定重申了必须严格执行“三同时”制度。
1998年11月18日，国务院制定《建设项目环境保护管理条例》，标志着建设项目环境保护管理上了一个新的台阶，在建设项目竣工环境保护验收管理上又提出更高的要求。在第2章“环境保护设施建设”中系统规定了建设项目环境保护设施建设“三同时”制度。第16条做了总的规定：“建设项目需要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。”第17到23条规定了建设项目环境保护设施建设如何实施“三同时”制度。主要内容有：建设项目的初步设计，须有环境保护篇章，落实防治污染和生态破坏以及环境保护设施的投资概算；建设项目在施工过程中应当保护施工现场周围的环境，项目竣工后，施工单位应修整和复原在建设过程中受到破坏的环境；各级环境保护行政主管部门负责环境保护设施的竣工验收以及环境保护设计运转和使用情况的检查和监督。此外，《海洋环境保护法》、《大气污染防治法》、《水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》等单行法也对该项制度作出了相关规定。2001年《建设项目竣工环境保护验收管理办法》进一步完善和强化了“三同时”制度。
为了适应环境保护形势发展的需要，解决现实生活中出现的新的环境问题，并进一步的完善环境保护制度，第十二届全国人民代表大会常务委员会第八次会议于2014年4月24日修订通过了新的《环境保护法》，并于2015年1月1日起施行。新修订的《环境保护法》对“三同时”制度进行了进一步的完善，其中第41条规定：“建设项目中防治污染的设施，应当与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。防治污染的设施应当符合经批准的环境影响评价文件的要求，不得擅自拆除或者闲置。”该条与原来的第26条相比主要发生以下变化：将原来的“防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环境保护行政主管部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。防治污染的设施不得擅自拆除或者闲置，确有必要拆除或者闲置的，必须征得所在地的环境保护行政主管部门同意。”改为“防治污染的设施应当符合经批准的环境影响评价文件的要求，不得擅自拆除或者闲置。”新修改的内容一方面简化了原来的法律条文，表述更加简洁；另一方面进一步明确了“三同时”的内容，即必须符合经批准的环境影响评价文件的要求，使该制度与环境影响评价制度的衔接更加具体。对防治污染的设施规定不得擅自拆除或者闲置，删除了“确有必要拆除或者闲置的，必须征得所在地的环境保护行政主管部门同意”的内容，避免了环境保护行政主管部门滥用执法权的情况。经过多年的不断发展与完善，“三同时”制度与环境影响评价制度紧密衔接，对预防环境污染，实现环境质量目标起到了举足轻重的作用。
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