歐美的臭氧污染及治理措施

 

美國洛杉磯的光化學(xué)污染事件影響深遠，它促使美國開始加強對光化學(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)量健康警報次數(shù)已經(jīng)下降了90% 以上。這充分說明了洛杉磯以及美國在臭氧污染防治方面的成效。

 

改革開放后，我國經(jīng)濟社會開啟了一個新的高速發(fā)展時期，2020 年我國汽車保有量達到了3.72 億輛，這些汽車每年向大氣中排放1 593.0 萬噸污染物，其中包括一氧化碳769.7 萬噸、碳氫化合物190.2 萬噸、氮氧化合物626.3 萬噸、顆粒物6.8 萬噸。此外，我國非道路移動源排放對空氣質(zhì)量的影響也不容忽視。2020 年，工程機械、農(nóng)業(yè)機械、船舶、飛機等非道路移動源向大氣中排放了16.3 萬噸二氧化硫、42.5 萬噸碳氫化合物、478.2萬噸氮氧化合物和23.7 萬噸顆粒物，其中氮氧化合物排放量接近于機動車。大量氮氧化合物、揮發(fā)性有機物的排放，導(dǎo)致了近年來我國各地臭氧污染愈發(fā)嚴峻。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019 年，全國337 個地級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)致全國優(yōu)良天數(shù)比率同比損失2.3 個百分點。京津冀及周邊地區(qū)、長三角地區(qū)以臭氧為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占比已超過PM2.5污染。

 

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

 

一是以科研成果為依據(jù)，不斷修訂和完善臭氧標(biāo)準和防治政策。自1971 年以來，美國對臭氧濃度標(biāo)準進行了四次修改。1971 年，美國首次將臭氧濃度納入大氣質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系中，并將1 小時監(jiān)測濃度標(biāo)準設(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)境中的長時間暴露對人體健康的危害要大于高濃度臭氧環(huán)境中的短時間暴露，這表明有必要延長臭氧濃度監(jiān)測時間。為此，1979 年美國環(huán)境保護局將臭氧濃度監(jiān)測時間由1 小時提升至8小時。此后，美國環(huán)境保護局又分別在1997 年、2008年和2015 年，將臭氧一級濃度標(biāo)準調(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)測標(biāo)準的提高需要環(huán)境保護局出臺更嚴厲的臭氧防控政策作為保障。在每次臭氧標(biāo)準提升后，環(huán)境保護局都會邀請包括大氣環(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政策分析文件，分析臭氧標(biāo)準提高后的經(jīng)濟成本和環(huán)保收益，并據(jù)此為各州設(shè)立新標(biāo)準達標(biāo)期限。整體來看，科學(xué)研究在美國臭氧污染標(biāo)準設(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。在美國的臭氧防治政策執(zhí)行中，美國聯(lián)邦政府環(huán)境保護局和州政府建立了比較緊密的聯(lián)系，實現(xiàn)了較好的政策協(xié)同。首先，聯(lián)邦政府環(huán)境保護局會根據(jù)相關(guān)科研成果和政策分析結(jié)論，出臺政策分析文件，指導(dǎo)各州重新評估本州的臭氧污染現(xiàn)實狀況，各州隨后根據(jù)環(huán)境保護政策分析文件，制定州一級政府的執(zhí)行標(biāo)準和政策。此后，聯(lián)邦政府環(huán)境保護局還將根據(jù)各州具體的執(zhí)行政策文本定期評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)測網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是臭氧防治政策科學(xué)制定和評估的基礎(chǔ)，美國自20 世紀90 年代開始就致力于建立全面、綜合的光化學(xué)評估監(jiān)測網(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)的州必須改進和完善對臭氧、氮氧化合物以及揮發(fā)性有機物的監(jiān)測。目前，美國已經(jīng)在全國建立了73 個光化學(xué)監(jiān)測站點，其中用于監(jiān)測臭氧前體物（氮氧化合物、揮發(fā)性有機物等）排放的第二類監(jiān)測點共有33 個，占總監(jiān)測點的45.20%。這些覆蓋美國臭氧污染重點區(qū)域的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能幫助環(huán)保監(jiān)管部門實時獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，為臭氧防治政策的制定、修訂和評估提供科學(xué)依據(jù)。

 

歐洲在20 世紀50 年代就開始進行臭氧監(jiān)測，是世界上較早關(guān)注臭氧污染的地區(qū)。為加強歐盟內(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)性有機物的排放，1979 年歐盟多國簽署了《遠距離越境空氣污染公約》。這是歐盟內(nèi)部第一個區(qū)域性空氣污染治理公約，此后歐盟成員國又在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。但由于上述協(xié)議并沒有法律效應(yīng)，歐盟成員國的臭氧濃度反而逐漸增加，臭氧污染愈發(fā)嚴重。

 

2001 年歐盟委員會正式通過了具有法律約束力的《國家空氣污染排放限值指令》，為成員國設(shè)定了氮氧化合物等有害氣體的減排指標(biāo)，要求各成員國必須在2010 年之前實現(xiàn)減排計劃，否則將承擔(dān)法律責(zé)任。2002 年，歐盟開始將臭氧作為常規(guī)污染物進行監(jiān)測，建立科學(xué)的臭氧評估標(biāo)準和評價體系，并在成員國內(nèi)部分享臭氧前體物減排技術(shù)，對前體物實施總量控制。2012 年，歐盟進一步修訂和完善了《哥德堡協(xié)議》，開始注重對包括二氧化硫、氮氧化合物、發(fā)揮性有機物以及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)過幾十年的治理，歐洲國家臭氧濃度逐漸降低，一年中臭氧超標(biāo)天數(shù)大幅減少。這說明歐洲臭氧防治政策是有效的，一些治理措施和經(jīng)驗也是值得我國借鑒的。這些措施和經(jīng)驗具體包括：

 

（1）在臭氧污染防治方面，建立了分工明確、責(zé)任清晰的強力管理組織。歐盟主要由歐盟委員會、歐盟理事會、歐洲議會、歐洲法院等機構(gòu)組成，在臭氧防治領(lǐng)域，歐盟委員會是主要執(zhí)行組織，下設(shè)有“環(huán)境空氣質(zhì)量委員會”，主要負責(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)督各成員國政策實施。對于預(yù)期無法完成相關(guān)空氣污染減排目標(biāo)的成員國，歐盟委員會會對其提出警告、建議。在多次警告、建議無效后，歐盟委員會有權(quán)向歐盟法院提起訴訟，歐盟法院也有權(quán)對未完成環(huán)境指標(biāo)的國家處以相應(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，歐盟內(nèi)部已發(fā)布了50 多條空氣質(zhì)量標(biāo)準法律法規(guī)，主要涉及固定源（工廠、焚燒廠等）排放標(biāo)準、移動源（機動車發(fā)動機、燃油等）排放標(biāo)準、國家排放總量控制指標(biāo)、大氣污染濃度指標(biāo)等。

 

（3）加強臭氧監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。自1950 年在德國北海岸建立臭氧觀測點開始，目前歐洲成員國已經(jīng)建立了近1 800 個臭氧監(jiān)測站點，絕大部分國家都有10 年以上臭氧監(jiān)測預(yù)警經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，這為歐盟臭氧治理政策的制定和評估提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

 

（4）深化臭氧污染防治的跨區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制。臭氧污染是一個動態(tài)的區(qū)域性污染，在小國眾多的歐洲地區(qū)，單獨靠一國之力難以有效應(yīng)對，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)控機制，包括《遠距離越境空氣污染公約》《哥德堡協(xié)議》等都對成員國在減排技術(shù)合作、污染信息分享、區(qū)域監(jiān)測網(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)控機制在歐盟空氣污染質(zhì)量方面作用明顯。

 

（5）深入推進臭氧污染防治科學(xué)研究。1977 年，歐洲國家聯(lián)合建立了歐洲大氣污染物遠距離傳輸監(jiān)測和評價合作方案（EMMP），自該方案啟動以來，目前已建立了5 個研究計劃中心和4 個工作組，在科學(xué)監(jiān)測、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估方面進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)精準治理提供了科學(xué)依據(jù)。

 

歐美國家臭氧污染防治的成功經(jīng)驗對我們有很多啟示。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)。另一方面要加強臭氧監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，全面、及時掌握全國臭氧污染的新動態(tài)、新發(fā)展，為臭氧防治政策的調(diào)整和評估提供數(shù)據(jù)支撐。再一方面是注重臭氧污染的協(xié)同治理。臭氧是流動的空氣污染，要從根本上治理臭氧污染，靠一個市、一個省很難產(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源，未來要從根本上治理臭氧污染，我國還需要大力發(fā)展綠色能源，增加可再生能源供應(yīng)，調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)。

 

當(dāng)然，我們在看到歐美國家臭氧污染防治階段性成果的同時，也不應(yīng)忽視這些國家臭氧污染正面臨的新變化和新形勢。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Τ粞醯囊种坪蜏p弱作用，加劇了歐洲臭氧污染。這一新發(fā)現(xiàn)也意味著未來全球的臭氧污染治理將面臨來自全球氣候變暖因素的更大壓力和挑戰(zhàn)。