美國(guó)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)及控制戰(zhàn)略

吳季友 王宗爽，2 傅 曉 吳 鋼

(1.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100085;2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京100012)

近年來(lái)，我國(guó)重金屬污染事件頻繁發(fā)生，受到各方面的廣泛關(guān)注。為減少和遏制重金屬污染造成的公眾健康危害，國(guó)家環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)聯(lián)合中央政府各部門(mén)制定并實(shí)施《重金屬污染綜合防治規(guī)劃》，要求加大力度進(jìn)行研究、預(yù)防和控制［1］。在我國(guó)重金屬污染中，鉛污染問(wèn)題最為突出。鉛是一種分布廣泛且毒性沒(méi)有閾值的重金屬，在環(huán)境中可長(zhǎng)期蓄積，主要通過(guò)空氣、土壤、食物、飲水進(jìn)入人體［2－5］。長(zhǎng)期暴露鉛污染物，往往造成體內(nèi)血鉛濃度升高，引起貧血、認(rèn)知缺損、聽(tīng)力減弱和維生素D代謝紊亂、腹部疼痛等，而兒童和嬰幼兒是鉛污染的敏感人群［6］。因而發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是美國(guó)都加強(qiáng)了鉛環(huán)境保護(hù)管理，制定并實(shí)施了鉛污染防治戰(zhàn)略，大幅度削減鉛的排放量，減少環(huán)境介質(zhì)中鉛的濃度水平，降低公眾，尤其是兒童的暴露劑量，減少健康風(fēng)險(xiǎn)。本文將總結(jié)美國(guó)大氣鉛污染防治經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于我國(guó)全面開(kāi)展鉛污染防治具有重要參考作用。

1 鉛環(huán)境空氣質(zhì)量和排放水平變化

1.1 鉛空氣質(zhì)量水平變化情況

美國(guó)1978年才開(kāi)始對(duì)鉛實(shí)施環(huán)境空氣質(zhì)量管理，自1980年報(bào)告空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)［7］。圖1給出了1980年以來(lái)美國(guó)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量變化情況［8］，如圖所示，自1980年以來(lái)，美國(guó)通過(guò)不斷加強(qiáng)鉛排放控制，環(huán)境空氣中鉛的濃度水平持續(xù)顯著下降，第90百分位濃度、平均濃度和第10百分位濃度分別從 1980 年的 3.64、1.30、0.30μg/m3下降到1990 年的0.56、0.32、0.04μg/m3，分別下降了 84.6%、75.4%、86.7%，而且在1980年平均濃度和1983年時(shí)第90百分位濃度均已降至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1.5μg/m3以下。1990年，美國(guó)修訂清潔空氣法［9］，將鉛納入有害空氣污染物，采取更為嚴(yán)格的措施加強(qiáng)排放管理，使得環(huán)境空氣中鉛的濃度水平進(jìn)一步下降。1995年鉛的平均濃度已降低至0.15 μg/m3以下，2009年第90百分位濃度已接近2008年新發(fā)布的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(原標(biāo)準(zhǔn)1/10)［7］?？傊匀鎸?shí)施質(zhì)量管理以來(lái)，美國(guó)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量得到了徹底改善。

1.2 源排放量變化

美國(guó)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量之所以取得了徹底改善，與各類(lèi)排放源排放量的大幅度削減具有密且關(guān)系。表1為美國(guó)大氣鉛排放量變化情況［10］。40年來(lái)，美國(guó)大氣鉛排放量顯著降低，即便與已經(jīng)顯著降低后的1980年的排放量相比，1990年和1995年也分別降低了93.3%和98.4%，如果與1970年相比，降低比例幾乎接近100%;同時(shí)，各類(lèi)排放源的排放量也大幅度顯著降低，例如，1970年時(shí)機(jī)動(dòng)車(chē)排放量高達(dá)17萬(wàn)t，而在2005年時(shí)已經(jīng)處于零排放狀態(tài)，可見(jiàn)，美國(guó)對(duì)鉛的排放控制力度之大。還可以看出，歷史上美國(guó)鉛的大氣排放源主要是機(jī)動(dòng)車(chē)、金屬冶煉、，隨著對(duì)鉛大氣排放控制的不斷深入，各類(lèi)排放源的貢獻(xiàn)比例也發(fā)生了一定的倒置變化，如機(jī)動(dòng)車(chē)的排放在1970年所占比例高達(dá)78%，位居第一，而非道路機(jī)械排放所占比例僅為4.4%，而在2005年時(shí)，機(jī)動(dòng)車(chē)排放所占比例已無(wú)貢獻(xiàn)，而非道路機(jī)械則位居第一，達(dá)到42.2%，已經(jīng)屬于美國(guó)環(huán)保局重點(diǎn)控制對(duì)象，其次就是金屬冶煉和廢物處理循環(huán)。

2 鉛環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)

2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

圖1 美國(guó)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量變化［8］

表1 美國(guó)大氣鉛排放量削減情況［10］

美國(guó)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量之所以能夠得到顯著改善，其根本動(dòng)力是，為保護(hù)人體健康，尤其是兒童健康，美國(guó)在清潔空氣法中將鉛納入基準(zhǔn)污染物，科學(xué)制定、持續(xù)實(shí)施并最終達(dá)到了國(guó)家鉛環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［8－9］。美國(guó)在1978年首次制定鉛環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，僅于2008年進(jìn)行過(guò)一次修訂。美國(guó)1970年修訂《清潔空氣法》時(shí)，認(rèn)為環(huán)境空氣中的鉛主要來(lái)自含鉛汽油和有色金屬冶煉等污染源，只要有效控制這些污染源的鉛排放，就可以顯著降低環(huán)境空氣中鉛的濃度水平，保護(hù)公眾健康，因此未將其納入基準(zhǔn)污染物，更未為其制定空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［11］。1977年美國(guó)修訂《清潔空氣法》時(shí)，在有關(guān)方面的強(qiáng)烈要求下，將鉛列入基準(zhǔn)污染物，并于1978年制定實(shí)施鉛的國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，僅規(guī)定季平均濃度限值，為1.5μg/m3，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相同［7］。1978年后，由于采取了有效控制措施，美國(guó)環(huán)境空氣中鉛的濃度水平很快就下降至標(biāo)準(zhǔn)以下。但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，即使在較低的血鉛濃度水平下，仍然存在健康效應(yīng)［11］。為了進(jìn)一步保護(hù)公眾健康，2008年美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保局將鉛的濃度限值收緊為原標(biāo)準(zhǔn)的1/10，規(guī)定三個(gè)月滑動(dòng)平均濃度限值，為0.15μg/m3。為了達(dá)到鉛環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，地方各州必須劃分鉛環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)區(qū)和未達(dá)標(biāo)區(qū)，對(duì)于未達(dá)標(biāo)區(qū)應(yīng)制定州實(shí)施計(jì)劃，通過(guò)不斷加強(qiáng)污染源監(jiān)控和許可，要求未達(dá)標(biāo)區(qū)域內(nèi)污染源減少排放，使未達(dá)標(biāo)區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量逐漸達(dá)標(biāo)［12］。

2.2 鉛環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

對(duì)鉛進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)是鉛環(huán)境空氣質(zhì)量管理的重要內(nèi)容。美國(guó)環(huán)保局要求監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣總懸浮顆粒物中的鉛，其主要原因是環(huán)境空氣中的鉛有直接從排放源中排放的鉛煙塵，還有地面揚(yáng)塵揚(yáng)起的鉛，因此，空氣中含鉛顆粒物粒徑范圍較寬，監(jiān)測(cè)總懸浮顆粒物中的鉛可以更全面的反映大氣鉛對(duì)公眾健康的威脅［13］。為了考核環(huán)境空氣中鉛濃度水平是否達(dá)到要求，美國(guó)環(huán)保局制定了環(huán)境空氣鉛監(jiān)測(cè)要求［14］，并將鉛的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)分為三類(lèi)，第一類(lèi)是針對(duì)污染源的監(jiān)測(cè)，第二類(lèi)是針對(duì)機(jī)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，第三類(lèi)是針對(duì)非污染源的監(jiān)測(cè)。對(duì)于年排放鉛超過(guò)0.5t污染源和超過(guò)1t的機(jī)場(chǎng)，美國(guó)環(huán)保局要求均要監(jiān)測(cè)其環(huán)境空氣中鉛的濃度水平;在國(guó)家核心站點(diǎn)(N core sites)中，要求人群超過(guò)50萬(wàn)的城市地區(qū)設(shè)置鉛環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)于監(jiān)測(cè)頻率來(lái)說(shuō)，鉛環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則明確規(guī)定，每隔5天，即每6天監(jiān)測(cè)一次環(huán)境空氣中的鉛濃度水平，每次監(jiān)測(cè)采集樣品24小時(shí)。

3 鉛大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

為達(dá)到環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格鉛排放管理。早在上世紀(jì)70年代，美國(guó)鉛的排放源主要是移動(dòng)源，即燃燒含鉛汽油，鉛的排放貢獻(xiàn)達(dá)到七成以上，另外三成為固定源［10］。因此，早在1972年12月，美國(guó)就宣布逐步淘汰含鉛汽油，到1996年1月1日，美國(guó)已實(shí)現(xiàn)全面禁止含鉛汽油［9］，至 1999 年，實(shí)現(xiàn)了機(jī)動(dòng)車(chē)鉛零排放［10］，從根本上控制住了移動(dòng)源鉛污染問(wèn)題。對(duì)于固定源，美國(guó)環(huán)保局針對(duì)鉛排放貢獻(xiàn)率，對(duì)鉛排放較大的有色金屬冶煉、再生有色金屬冶煉、固體廢物焚燒、鉛酸蓄電池等行業(yè)制定多項(xiàng)較為嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格鉛的環(huán)境準(zhǔn)入，見(jiàn)表2。這些固定源排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，管制住了涉鉛企業(yè)大氣鉛的排放，對(duì)于鉛排放量大幅度削減起到了重要作用量，例如金屬冶煉，主要是原生和再生鉛冶煉，其鉛的排放量從1970年的24224t下降到了2005年的486t，下降幅度達(dá)到98%。

4 控制戰(zhàn)略

美國(guó)在加強(qiáng)鉛的污染控制，改善鉛環(huán)境空氣質(zhì)量過(guò)程中，更加深入的認(rèn)識(shí)到，人群對(duì)鉛的暴露是多途徑多介質(zhì)的，要徹底降低鉛的暴露危害，必須協(xié)調(diào)多個(gè)部門(mén)，控制各類(lèi)介質(zhì)中的鉛。因此，為進(jìn)一步削減人群對(duì)鉛的暴露，尤其是降低兒童血鉛濃度，保護(hù)人體健康，根據(jù)相關(guān)法律的要求，美國(guó)EPA于1991年發(fā)布了《鉛暴露削減戰(zhàn)略》(Strategy For Reducing Lead Exposures)［16］。通過(guò)實(shí)施該戰(zhàn)略，力爭(zhēng)大幅度降低兒童血鉛濃度出現(xiàn)高于10μg/dl(dl為:分升)的概率，通過(guò)采取自愿或強(qiáng)制性措施，顯著降低各類(lèi)人群對(duì)鉛的暴露量，避免其對(duì)兒童、一般人群以及環(huán)境的危害。

該戰(zhàn)略要求建立綜合協(xié)調(diào)機(jī)制，成立專(zhuān)門(mén)的鉛暴露削減行動(dòng)小組，成員包括環(huán)保局(Environmental Protection A-gency，EPA)、住房和城市發(fā)展部(Department of Housing and Urban Development，HUD)、疾病預(yù)防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)等聯(lián)邦政府部門(mén)的代表，加強(qiáng)多部門(mén)協(xié)調(diào)合作，主要組織力量開(kāi)發(fā)識(shí)別鉛暴露地理“熱點(diǎn)”(Hot Spots)的技術(shù)方法;開(kāi)發(fā)并轉(zhuǎn)化鉛暴露削減技術(shù);實(shí)施鉛污染防治計(jì)劃，包括實(shí)施基于市場(chǎng)的激勵(lì)措施，限制或削減鉛的使用和暴露;采取強(qiáng)制性法律手段減少產(chǎn)品中鉛的使用量;篩選并

表2 美國(guó)主要涉鉛大氣排放限值［15］

鼓勵(lì)在采礦、冶煉和鉛加工等相關(guān)行業(yè)中應(yīng)用清潔技術(shù);鼓勵(lì)涉鉛產(chǎn)品在環(huán)境中循環(huán)利用;制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和其他強(qiáng)制性法律法規(guī)控制水體、大氣以及其他環(huán)境介質(zhì)鉛污染;加強(qiáng)公眾信息交流及宣傳教育;開(kāi)展相關(guān)科學(xué)研究，優(yōu)先支持鉛污染控制相關(guān)研究項(xiàng)目。其中鉛空氣污染防治方面要求采取措施促進(jìn)鉛空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，包括禁止使用含鉛汽油，制定固定源鉛大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)鉛排放重點(diǎn)源的監(jiān)測(cè)和監(jiān)督管理，地方政府識(shí)別未滿(mǎn)足排放要求的污染源等。

5 結(jié)論

(1)40年來(lái)，美國(guó)大氣鉛排放量持續(xù)顯著下降，下降幅度幾乎接近100%，環(huán)境空氣中鉛的濃度水平降低幅度達(dá)80%以上，鉛環(huán)境空氣質(zhì)量得到了根本改善。

(2)為了改善鉛環(huán)境空氣質(zhì)量，美國(guó)不斷制修訂鉛環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大氣鉛實(shí)施了逐漸嚴(yán)格的質(zhì)量管理;為了降低鉛排放量，美國(guó)針對(duì)移動(dòng)源逐漸并最終全面禁止使用含鉛汽油，針對(duì)固定源制定了系列涉鉛排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入，加強(qiáng)排放管理。

(3)針對(duì)鉛的多途徑暴露和對(duì)兒童的嚴(yán)重危害性，美國(guó)又制定了鉛暴露削減戰(zhàn)略，多部門(mén)協(xié)調(diào)，多措并舉，全面降低兒童血鉛濃度水平和暴露水平，從根本上預(yù)防和控制鉛污染。

(4)參照美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，建議我國(guó)加強(qiáng)對(duì)鉛環(huán)境空氣質(zhì)量和涉鉛排放標(biāo)準(zhǔn)的研究，狠抓實(shí)施，顯著降低環(huán)境空氣中，尤其是污染源附近鉛濃度水平;針對(duì)我國(guó)實(shí)際情況，制定鉛暴露削減戰(zhàn)略，組織多部門(mén)協(xié)調(diào)降低各類(lèi)暴露介質(zhì)中的鉛含量，從根本上保護(hù)人群，尤其是兒童身體健康。

(編輯:張 英)

［1］周生賢，在2011年全國(guó)環(huán)境保護(hù)工作會(huì)議上的講話(huà)［EB/OL］.環(huán)境保護(hù)部，(2011－1－13)［2012－6－21］.http://zhoushengxian.mep.gov.cn/.

［2］中國(guó)工程院，環(huán)境保護(hù)部.中國(guó)環(huán)境保護(hù)宏觀戰(zhàn)略研究戰(zhàn)略保障卷(下)［M］.北京，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2011:1037.

［3］周生賢，領(lǐng)導(dǎo)干部環(huán)境保護(hù)知識(shí)讀本［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2009:248.

［4］Bachmann J D.2007 Critical Review:Will the Circle Be Unbroken:A History of the U.S.NAAQS［J］;Journal of the Air＆ Waste Management Association.2007，57:652－697.

［5］European Commission.Air Quality Standards［EB/OL］.Belgium:European Commission，(2008－5－1)［2012－6－21］.http://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm..

［6］WHO.Air Quality Guidelines for Europe(second edition)［M］.Copenhagen，1987:175.

［7］US EPA.History of the National Ambient Air Quality Standards for Lead［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2011－11－8)［2012－6 －21］.http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pb/s_pb_history.html.

［8］US EPA.National Trends in Lead Levels［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012－1－6)［2012－6－21］.http://www.epa.gov/air/airtrends/lead.html#pbloc.

［9］US EPA.Clean Air Act［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2008－12－9)［2012－6－21］.http://www.epa.gov/air/caa/title1.html.

［10］US Census Bureau.Statically abstracts［EB/OL］.Washington D C:US Census Bureau，(2012－7－19)［2012－8－21］.http://www.census.gov/main/www/access.html.

［11］US EPA.Air Quality Criteria for Lead，2006［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2010－4－8)［2012－6－21］.http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pb/s_pb_cr_cd.html.

［12］US EPA.Lead Implementation－programs and Requirements for Reducing Lead［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012 －4 －12)［2012 －8 －23］.http://epa.gov/air/lead/implement.html.

［13］US EPA.National Ambient Air Quality Standards for Lead(Final Rule)［J］.Federal Register，2008，73(219):66964 －67062.

［14］US EPA.Revisions to Lead Ambient Air Monitoring Requirements［J］.Federal Register，2010，75(247):81126 －81138.

［15］US EPA.Standards of Performance for New Stationary Sources［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012－8－21)［2012－8－23］. http://ecfr. gpoaccess. gov/cgi/t/text/text － idx?c=ecfr＆tpl=/ecfrbrowse/Title40/40cfr60_main_02.tpl.

［16］US EPA.Strategy for Reducing Lead Exposures［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012－8－23)［2012－8－23］.http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pb/data/leadstrategy1991.pdf.