歐美的臭氧污染及治理措施

 

美國(guó)洛杉磯的光化學(xué)污染事件影響深遠(yuǎn)，它促使美國(guó)開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)光化學(xué)污染研究，并催生了一系列空氣污染防治法律法規(guī)。經(jīng)過(guò)60 多年的大氣污染治理，目前洛杉磯每年發(fā)布的空氣質(zhì)量健康警報(bào)次數(shù)已經(jīng)下降了90% 以上。這充分說(shuō)明了洛杉磯以及美國(guó)在臭氧污染防治方面的成效。

 

改革開(kāi)放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)開(kāi)啟了一個(gè)新的高速發(fā)展時(shí)期，2020 年我國(guó)汽車保有量達(dá)到了3.72 億輛，這些汽車每年向大氣中排放1 593.0 萬(wàn)噸污染物，其中包括一氧化碳769.7 萬(wàn)噸、碳?xì)浠衔?90.2 萬(wàn)噸、氮氧化合物626.3 萬(wàn)噸、顆粒物6.8 萬(wàn)噸。此外，我國(guó)非道路移動(dòng)源排放對(duì)空氣質(zhì)量的影響也不容忽視。2020 年，工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、飛機(jī)等非道路移動(dòng)源向大氣中排放了16.3 萬(wàn)噸二氧化硫、42.5 萬(wàn)噸碳?xì)浠衔铩?78.2萬(wàn)噸氮氧化合物和23.7 萬(wàn)噸顆粒物，其中氮氧化合物排放量接近于機(jī)動(dòng)車。大量氮氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)物的排放，導(dǎo)致了近年來(lái)我國(guó)各地臭氧污染愈發(fā)嚴(yán)峻。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019 年，全國(guó)337 個(gè)地級(jí)及以上城市臭氧濃度同比上升6.5%，以臭氧為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占總超標(biāo)天數(shù)的41.8%，導(dǎo)致全國(guó)優(yōu)良天數(shù)比率同比損失2.3 個(gè)百分點(diǎn)。京津冀及周邊地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)以臭氧為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占比已超過(guò)PM2.5污染。

 

臭氧污染最早爆發(fā)在歐美國(guó)家，在長(zhǎng)期的治理實(shí)踐中，這些國(guó)家也積累了大量有益的治理經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)科學(xué)應(yīng)對(duì)和防治臭氧污染具有積極的借鑒意義。具體而言，美國(guó)的臭氧污染治理經(jīng)驗(yàn)主要包括以下方面。

 

一是以科研成果為依據(jù)，不斷修訂和完善臭氧標(biāo)準(zhǔn)和防治政策。自1971 年以來(lái)，美國(guó)對(duì)臭氧濃度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了四次修改。1971 年，美國(guó)首次將臭氧濃度納入大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系中，并將1 小時(shí)監(jiān)測(cè)濃度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為160 毫克/ 立方米。但是隨著科學(xué)研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)中等濃度臭氧環(huán)境中的長(zhǎng)時(shí)間暴露對(duì)人體健康的危害要大于高濃度臭氧環(huán)境中的短時(shí)間暴露，這表明有必要延長(zhǎng)臭氧濃度監(jiān)測(cè)時(shí)間。為此，1979 年美國(guó)環(huán)境保護(hù)局將臭氧濃度監(jiān)測(cè)時(shí)間由1 小時(shí)提升至8小時(shí)。此后，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局又分別在1997 年、2008年和2015 年，將臭氧一級(jí)濃度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為160 毫克/ 立方米、150 毫克/ 立方米和140 毫克/ 立方米。臭氧監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的提高需要環(huán)境保護(hù)局出臺(tái)更嚴(yán)厲的臭氧防控政策作為保障。在每次臭氧標(biāo)準(zhǔn)提升后，環(huán)境保護(hù)局都會(huì)邀請(qǐng)包括大氣環(huán)境科學(xué)家、政策科學(xué)家在內(nèi)的專業(yè)人士共同參與撰寫和出臺(tái)政策分析文件，分析臭氧標(biāo)準(zhǔn)提高后的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)保收益，并據(jù)此為各州設(shè)立新標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)期限。整體來(lái)看，科學(xué)研究在美國(guó)臭氧污染標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定和防治政策制定方面發(fā)揮著重要作用。

 

二是建立比較完善的臭氧防治政策執(zhí)行體系。在美國(guó)的臭氧防治政策執(zhí)行中，美國(guó)聯(lián)邦政府環(huán)境保護(hù)局和州政府建立了比較緊密的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了較好的政策協(xié)同。首先，聯(lián)邦政府環(huán)境保護(hù)局會(huì)根據(jù)相關(guān)科研成果和政策分析結(jié)論，出臺(tái)政策分析文件，指導(dǎo)各州重新評(píng)估本州的臭氧污染現(xiàn)實(shí)狀況，各州隨后根據(jù)環(huán)境保護(hù)政策分析文件，制定州一級(jí)政府的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和政策。此后，聯(lián)邦政府環(huán)境保護(hù)局還將根據(jù)各州具體的執(zhí)行政策文本定期評(píng)估和考核各州的政策制定情況，督促各州按預(yù)期完成既定的臭氧治理目標(biāo)。

 

三是建立全面的臭氧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是臭氧防治政策科學(xué)制定和評(píng)估的基礎(chǔ)，美國(guó)自20 世紀(jì)90 年代開(kāi)始就致力于建立全面、綜合的光化學(xué)評(píng)估監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。1990 年在空氣清潔法案修正案中提出臭氧濃度超標(biāo)的州必須改進(jìn)和完善對(duì)臭氧、氮氧化合物以及揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)。目前，美國(guó)已經(jīng)在全國(guó)建立了73 個(gè)光化學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，其中用于監(jiān)測(cè)臭氧前體物（氮氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)物等）排放的第二類監(jiān)測(cè)點(diǎn)共有33 個(gè)，占總監(jiān)測(cè)點(diǎn)的45.20%。這些覆蓋美國(guó)臭氧污染重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)能幫助環(huán)保監(jiān)管部門實(shí)時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，為臭氧防治政策的制定、修訂和評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。

 

歐洲在20 世紀(jì)50 年代就開(kāi)始進(jìn)行臭氧監(jiān)測(cè)，是世界上較早關(guān)注臭氧污染的地區(qū)。為加強(qiáng)歐盟內(nèi)部空氣污染協(xié)同治理，減少二氧化硫、氮氧化合物以及揮發(fā)性有機(jī)物的排放，1979 年歐盟多國(guó)簽署了《遠(yuǎn)距離越境空氣污染公約》。這是歐盟內(nèi)部第一個(gè)區(qū)域性空氣污染治理公約，此后歐盟成員國(guó)又在1988 年、1991 年分別簽署了《索菲亞協(xié)議》《日內(nèi)瓦協(xié)議》，不斷收緊臭氧前體物排放標(biāo)準(zhǔn)。但由于上述協(xié)議并沒(méi)有法律效應(yīng)，歐盟成員國(guó)的臭氧濃度反而逐漸增加，臭氧污染愈發(fā)嚴(yán)重。

 

2001 年歐盟委員會(huì)正式通過(guò)了具有法律約束力的《國(guó)家空氣污染排放限值指令》，為成員國(guó)設(shè)定了氮氧化合物等有害氣體的減排指標(biāo)，要求各成員國(guó)必須在2010 年之前實(shí)現(xiàn)減排計(jì)劃，否則將承擔(dān)法律責(zé)任。2002 年，歐盟開(kāi)始將臭氧作為常規(guī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，建立科學(xué)的臭氧評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系，并在成員國(guó)內(nèi)部分享臭氧前體物減排技術(shù)，對(duì)前體物實(shí)施總量控制。2012 年，歐盟進(jìn)一步修訂和完善了《哥德堡協(xié)議》，開(kāi)始注重對(duì)包括二氧化硫、氮氧化合物、發(fā)揮性有機(jī)物以及PM2.5等污染物的協(xié)同治理和控制。2016年，歐盟又發(fā)布了新的國(guó)家限排指令，為臭氧前體物排放設(shè)定了2020—2029 年目標(biāo)及2030 年后的減排承諾。歐盟臭氧防治政策逐漸向多污染源協(xié)同治理方向轉(zhuǎn)變。 

 

經(jīng)過(guò)幾十年的治理，歐洲國(guó)家臭氧濃度逐漸降低，一年中臭氧超標(biāo)天數(shù)大幅減少。這說(shuō)明歐洲臭氧防治政策是有效的，一些治理措施和經(jīng)驗(yàn)也是值得我國(guó)借鑒的。這些措施和經(jīng)驗(yàn)具體包括：

 

（1）在臭氧污染防治方面，建立了分工明確、責(zé)任清晰的強(qiáng)力管理組織。歐盟主要由歐盟委員會(huì)、歐盟理事會(huì)、歐洲議會(huì)、歐洲法院等機(jī)構(gòu)組成，在臭氧防治領(lǐng)域，歐盟委員會(huì)是主要執(zhí)行組織，下設(shè)有“環(huán)境空氣質(zhì)量委員會(huì)”，主要負(fù)責(zé)包括臭氧在內(nèi)的大氣污染防治政策制定、具體貫徹執(zhí)行，以及監(jiān)督各成員國(guó)政策實(shí)施。對(duì)于預(yù)期無(wú)法完成相關(guān)空氣污染減排目標(biāo)的成員國(guó)，歐盟委員會(huì)會(huì)對(duì)其提出警告、建議。在多次警告、建議無(wú)效后，歐盟委員會(huì)有權(quán)向歐盟法院提起訴訟，歐盟法院也有權(quán)對(duì)未完成環(huán)境指標(biāo)的國(guó)家處以相應(yīng)金額的罰款。

 

（2）不斷完善臭氧污染防治的法律法規(guī)。自1970 年以來(lái)，歐盟內(nèi)部已發(fā)布了50 多條空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法律法規(guī)，主要涉及固定源（工廠、焚燒廠等）排放標(biāo)準(zhǔn)、移動(dòng)源（機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油等）排放標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家排放總量控制指標(biāo)、大氣污染濃度指標(biāo)等。

 

（3）加強(qiáng)臭氧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。自1950 年在德國(guó)北海岸建立臭氧觀測(cè)點(diǎn)開(kāi)始，目前歐洲成員國(guó)已經(jīng)建立了近1 800 個(gè)臭氧監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，絕大部分國(guó)家都有10 年以上臭氧監(jiān)測(cè)預(yù)警經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，這為歐盟臭氧治理政策的制定和評(píng)估提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

 

（4）深化臭氧污染防治的跨區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制。臭氧污染是一個(gè)動(dòng)態(tài)的區(qū)域性污染，在小國(guó)眾多的歐洲地區(qū)，單獨(dú)靠一國(guó)之力難以有效應(yīng)對(duì)，因此歐盟內(nèi)部一直在探索和深化臭氧污染防治的跨區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制，包括《遠(yuǎn)距離越境空氣污染公約》《哥德堡協(xié)議》等都對(duì)成員國(guó)在減排技術(shù)合作、污染信息分享、區(qū)域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、減排指標(biāo)協(xié)同方面有明確要求，這些聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制在歐盟空氣污染質(zhì)量方面作用明顯。

 

（5）深入推進(jìn)臭氧污染防治科學(xué)研究。1977 年，歐洲國(guó)家聯(lián)合建立了歐洲大氣污染物遠(yuǎn)距離傳輸監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)合作方案（EMMP），自該方案啟動(dòng)以來(lái)，目前已建立了5 個(gè)研究計(jì)劃中心和4 個(gè)工作組，在科學(xué)監(jiān)測(cè)、編制減排清單、大氣污染模擬、政策成本效益及污染防治效果評(píng)估方面進(jìn)行了大量卓有成效的工作，相關(guān)科研成果為歐盟臭氧污染的科學(xué)精準(zhǔn)治理提供了科學(xué)依據(jù)。

 

歐美國(guó)家臭氧污染防治的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)我們有很多啟示。一方面我們要重視臭氧污染治理科研工作，將科學(xué)研究作為污染治理政策的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。另一方面要加強(qiáng)臭氧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，全面、及時(shí)掌握全國(guó)臭氧污染的新動(dòng)態(tài)、新發(fā)展，為臭氧防治政策的調(diào)整和評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。再一方面是注重臭氧污染的協(xié)同治理。臭氧是流動(dòng)的空氣污染，要從根本上治理臭氧污染，靠一個(gè)市、一個(gè)省很難產(chǎn)生效果，因此需要從中央政府層面做好組織規(guī)劃和區(qū)域協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)臭氧防治的區(qū)域協(xié)同和政策協(xié)同。最后是積極調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。石油等化石能源燃燒是臭氧前體物的主要來(lái)源，未來(lái)要從根本上治理臭氧污染，我國(guó)還需要大力發(fā)展綠色能源，增加可再生能源供應(yīng)，調(diào)整我國(guó)能源結(jié)構(gòu)。

 

當(dāng)然，我們?cè)诳吹綒W美國(guó)家臭氧污染防治階段性成果的同時(shí)，也不應(yīng)忽視這些國(guó)家臭氧污染正面臨的新變化和新形勢(shì)。2020 年，普林斯頓大學(xué)的科研人員在分析了歐洲1960—2018 年氣象和空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，歐洲高溫?zé)崂颂鞖庀魅趿酥脖粚?duì)臭氧的抑制和減弱作用，加劇了歐洲臭氧污染。這一新發(fā)現(xiàn)也意味著未來(lái)全球的臭氧污染治理將面臨來(lái)自全球氣候變暖因素的更大壓力和挑戰(zhàn)。