欧美的臭氧污染及治理措施

 

美国洛杉矶的光化学污染事件影响深远，它促使美国开始加强对光化学污染研究，并催生了一系列空气污染防治法律法规。经过60 多年的大气污染治理，目前洛杉矶每年发布的空气质量健康警报次数已经下降了90% 以上。这充分说明了洛杉矶以及美国在臭氧污染防治方面的成效。

 

改革开放后，我国经济社会开启了一个新的高速发展时期，2020 年我国汽车保有量达到了3.72 亿辆，这些汽车每年向大气中排放1 593.0 万吨污染物，其中包括一氧化碳769.7 万吨、碳氢化合物190.2 万吨、氮氧化合物626.3 万吨、颗粒物6.8 万吨。此外，我国非道路移动源排放对空气质量的影响也不容忽视。2020 年，工程机械、农业机械、船舶、飞机等非道路移动源向大气中排放了16.3 万吨二氧化硫、42.5 万吨碳氢化合物、478.2万吨氮氧化合物和23.7 万吨颗粒物，其中氮氧化合物排放量接近于机动车。大量氮氧化合物、挥发性有机物的排放，导致了近年来我国各地臭氧污染愈发严峻。生态环境部发布的数据显示，2019 年，全国337 个地级及以上城市臭氧浓度同比上升6.5%，以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数的41.8%，导致全国优良天数比率同比损失2.3 个百分点。京津冀及周边地区、长三角地区以臭氧为首要污染物的超标天数占比已超过PM2.5污染。

 

臭氧污染最早爆发在欧美国家，在长期的治理实践中，这些国家也积累了大量有益的治理经验，这些经验对我国科学应对和防治臭氧污染具有积极的借鉴意义。具体而言，美国的臭氧污染治理经验主要包括以下方面。

 

一是以科研成果为依据，不断修订和完善臭氧标准和防治政策。自1971 年以来，美国对臭氧浓度标准进行了四次修改。1971 年，美国首次将臭氧浓度纳入大气质量监测指标体系中，并将1 小时监测浓度标准设定为160 毫克/ 立方米。但是随着科学研究的不断深入，研究人员发现中等浓度臭氧环境中的长时间暴露对人体健康的危害要大于高浓度臭氧环境中的短时间暴露，这表明有必要延长臭氧浓度监测时间。为此，1979 年美国环境保护局将臭氧浓度监测时间由1 小时提升至8小时。此后，美国环境保护局又分别在1997 年、2008年和2015 年，将臭氧一级浓度标准调整为160 毫克/ 立方米、150 毫克/ 立方米和140 毫克/ 立方米。臭氧监测标准的提高需要环境保护局出台更严厉的臭氧防控政策作为保障。在每次臭氧标准提升后，环境保护局都会邀请包括大气环境科学家、政策科学家在内的专业人士共同参与撰写和出台政策分析文件，分析臭氧标准提高后的经济成本和环保收益，并据此为各州设立新标准达标期限。整体来看，科学研究在美国臭氧污染标准设定和防治政策制定方面发挥着重要作用。

 

二是建立比较完善的臭氧防治政策执行体系。在美国的臭氧防治政策执行中，美国联邦政府环境保护局和州政府建立了比较紧密的联系，实现了较好的政策协同。首先，联邦政府环境保护局会根据相关科研成果和政策分析结论，出台政策分析文件，指导各州重新评估本州的臭氧污染现实状况，各州随后根据环境保护政策分析文件，制定州一级政府的执行标准和政策。此后，联邦政府环境保护局还将根据各州具体的执行政策文本定期评估和考核各州的政策制定情况，督促各州按预期完成既定的臭氧治理目标。

 

三是建立全面的臭氧监测网络。监测网络是臭氧防治政策科学制定和评估的基础，美国自20 世纪90 年代开始就致力于建立全面、综合的光化学评估监测网络。1990 年在空气清洁法案修正案中提出臭氧浓度超标的州必须改进和完善对臭氧、氮氧化合物以及挥发性有机物的监测。目前，美国已经在全国建立了73 个光化学监测站点，其中用于监测臭氧前体物（氮氧化合物、挥发性有机物等）排放的第二类监测点共有33 个，占总监测点的45.20%。这些覆盖美国臭氧污染重点区域的监测网络能帮助环保监管部门实时获取相关数据，为臭氧防治政策的制定、修订和评估提供科学依据。

 

欧洲在20 世纪50 年代就开始进行臭氧监测，是世界上较早关注臭氧污染的地区。为加强欧盟内部空气污染协同治理，减少二氧化硫、氮氧化合物以及挥发性有机物的排放，1979 年欧盟多国签署了《远距离越境空气污染公约》。这是欧盟内部第一个区域性空气污染治理公约，此后欧盟成员国又在1988 年、1991 年分别签署了《索菲亚协议》《日内瓦协议》，不断收紧臭氧前体物排放标准。但由于上述协议并没有法律效应，欧盟成员国的臭氧浓度反而逐渐增加，臭氧污染愈发严重。

 

2001 年欧盟委员会正式通过了具有法律约束力的《国家空气污染排放限值指令》，为成员国设定了氮氧化合物等有害气体的减排指标，要求各成员国必须在2010 年之前实现减排计划，否则将承担法律责任。2002 年，欧盟开始将臭氧作为常规污染物进行监测，建立科学的臭氧评估标准和评价体系，并在成员国内部分享臭氧前体物减排技术，对前体物实施总量控制。2012 年，欧盟进一步修订和完善了《哥德堡协议》，开始注重对包括二氧化硫、氮氧化合物、发挥性有机物以及PM2.5等污染物的协同治理和控制。2016年，欧盟又发布了新的国家限排指令，为臭氧前体物排放设定了2020—2029 年目标及2030 年后的减排承诺。欧盟臭氧防治政策逐渐向多污染源协同治理方向转变。 

 

经过几十年的治理，欧洲国家臭氧浓度逐渐降低，一年中臭氧超标天数大幅减少。这说明欧洲臭氧防治政策是有效的，一些治理措施和经验也是值得我国借鉴的。这些措施和经验具体包括：

 

（1）在臭氧污染防治方面，建立了分工明确、责任清晰的强力管理组织。欧盟主要由欧盟委员会、欧盟理事会、欧洲议会、欧洲法院等机构组成，在臭氧防治领域，欧盟委员会是主要执行组织，下设有“环境空气质量委员会”，主要负责包括臭氧在内的大气污染防治政策制定、具体贯彻执行，以及监督各成员国政策实施。对于预期无法完成相关空气污染减排目标的成员国，欧盟委员会会对其提出警告、建议。在多次警告、建议无效后，欧盟委员会有权向欧盟法院提起诉讼，欧盟法院也有权对未完成环境指标的国家处以相应金额的罚款。

 

（2）不断完善臭氧污染防治的法律法规。自1970 年以来，欧盟内部已发布了50 多条空气质量标准法律法规，主要涉及固定源（工厂、焚烧厂等）排放标准、移动源（机动车发动机、燃油等）排放标准、国家排放总量控制指标、大气污染浓度指标等。

 

（3）加强臭氧监测网络建设。自1950 年在德国北海岸建立臭氧观测点开始，目前欧洲成员国已经建立了近1 800 个臭氧监测站点，绝大部分国家都有10 年以上臭氧监测预警经验和数据，这为欧盟臭氧治理政策的制定和评估提供了科学基础。

 

（4）深化臭氧污染防治的跨区域联防联控机制。臭氧污染是一个动态的区域性污染，在小国众多的欧洲地区，单独靠一国之力难以有效应对，因此欧盟内部一直在探索和深化臭氧污染防治的跨区域联防联控机制，包括《远距离越境空气污染公约》《哥德堡协议》等都对成员国在减排技术合作、污染信息分享、区域监测网络构建、减排指标协同方面有明确要求，这些联防联控机制在欧盟空气污染质量方面作用明显。

 

（5）深入推进臭氧污染防治科学研究。1977 年，欧洲国家联合建立了欧洲大气污染物远距离传输监测和评价合作方案（EMMP），自该方案启动以来，目前已建立了5 个研究计划中心和4 个工作组，在科学监测、编制减排清单、大气污染模拟、政策成本效益及污染防治效果评估方面进行了大量卓有成效的工作，相关科研成果为欧盟臭氧污染的科学精准治理提供了科学依据。

 

欧美国家臭氧污染防治的成功经验对我们有很多启示。一方面我们要重视臭氧污染治理科研工作，将科学研究作为污染治理政策的关键和基础。另一方面要加强臭氧监测网络的建设，全面、及时掌握全国臭氧污染的新动态、新发展，为臭氧防治政策的调整和评估提供数据支撑。再一方面是注重臭氧污染的协同治理。臭氧是流动的空气污染，要从根本上治理臭氧污染，靠一个市、一个省很难产生效果，因此需要从中央政府层面做好组织规划和区域协调，以实现臭氧防治的区域协同和政策协同。最后是积极调整能源结构。石油等化石能源燃烧是臭氧前体物的主要来源，未来要从根本上治理臭氧污染，我国还需要大力发展绿色能源，增加可再生能源供应，调整我国能源结构。

 

当然，我们在看到欧美国家臭氧污染防治阶段性成果的同时，也不应忽视这些国家臭氧污染正面临的新变化和新形势。2020 年，普林斯顿大学的科研人员在分析了欧洲1960—2018 年气象和空气质量数据后发现，欧洲高温热浪天气削弱了植被对臭氧的抑制和减弱作用，加剧了欧洲臭氧污染。这一新发现也意味着未来全球的臭氧污染治理将面临来自全球气候变暖因素的更大压力和挑战。