美國(guó)臭氧污染治理的經(jīng)驗(yàn)借鑒與思考

◎萬薇

自2013年國(guó)家發(fā)布和實(shí)施《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》以來，城市空氣質(zhì)量呈現(xiàn)整體改善的良好態(tài)勢(shì)。但同時(shí)，臭氧污染的問題卻帶來新的憂患——盡管我國(guó)的臭氧濃度整體處于輕度污染水平，但近幾年呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。如何在降低顆粒物濃度的同時(shí)解決臭氧問題，成為實(shí)現(xiàn)清潔空氣之路上無法回避的難題。美國(guó)在治理臭氧的歷程中也曾遭遇坎坷，并最終通過科學(xué)治理、區(qū)域管控和持續(xù)、漸進(jìn)的政策實(shí)現(xiàn)了大幅度改善，其經(jīng)驗(yàn)可供我國(guó)參考借鑒。

一、臭氧污染成為大氣污染防治新難題

2013年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡(jiǎn)稱“行動(dòng)計(jì)劃”），規(guī)劃了2013至2017年的大氣污染防治目標(biāo)與路線圖，開啟了中國(guó)大氣污染防治的新紀(jì)元。在過去的五年間，中國(guó)的空氣質(zhì)量管理取得了令人矚目的成績(jī)，絕大多數(shù)城市空氣質(zhì)量持續(xù)改善，同時(shí)也仍然面臨細(xì)顆粒物（PM2.5）濃度普遍超標(biāo)、近地面臭氧（O3）濃度不降反升的兩大挑戰(zhàn)。

2016年，74個(gè)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）第一階段監(jiān)測(cè)實(shí)施城市（包括京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域地級(jí)城市及直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市）的六項(xiàng)污染物PM2.5、PM10、O3、SO2、NO2以及CO的年均濃度分別為50μg/m3、85μg/m3、154μg/m3、21μg/m3、39μg/m3以及1.9 mg/m3。相比2013年，五項(xiàng)污染物指標(biāo)均保持穩(wěn)步下降趨勢(shì)，其中PM2.5相比2013年下降了約31%，SO2濃度下降幅度則高達(dá)48%；僅有臭氧濃度仍在逐年上升且達(dá)標(biāo)城市比例不斷下降，而且在京津冀、長(zhǎng)三角與珠三角三個(gè)重點(diǎn)區(qū)域城市作為首要超標(biāo)污染物的天數(shù)整體呈增加趨勢(shì)。臭氧污染問題因而也越來越受到關(guān)注，并成為新的大氣污染治理難題。

美國(guó)在上世紀(jì)50年代已經(jīng)認(rèn)清近地面臭氧濃度超高（洛杉磯煙霧事件）是由氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）過度排放共同引起的光化學(xué)污染問題，并開始著手管控前體污染物從而達(dá)到降低臭氧污染水平的目的。隨著對(duì)臭氧污染研究的不斷加深和對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，控制政策也不斷演進(jìn)，對(duì)于臭氧控制剛剛起步的我國(guó)具有借鑒價(jià)值。

二、美國(guó)治理臭氧污染的政策經(jīng)驗(yàn)

（一）基于科學(xué)發(fā)現(xiàn)，由屬地控制轉(zhuǎn)向區(qū)域管理

臭氧問題剛剛暴露的初期，美國(guó)針對(duì)臭氧污染控制是以城市為核心。機(jī)動(dòng)車作為形成臭氧的兩項(xiàng)重要污染物VOCs及NOx的來源，得到了嚴(yán)格的管控。另一方面，對(duì)固定源的管控重點(diǎn)則放在了VOCs上。這一治理思路在西海岸的洛杉磯城市群取得了階段性的效果。但直到上世紀(jì)90年代，這些措施也沒能幫助眾多臭氧超標(biāo)的城市實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)，特別是東部各州的城市。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，臭氧超標(biāo)受區(qū)域傳輸影響很大，特別是固定高架源（高煙囪的排放源，如電廠、大型工廠等）排放造成的NOx輸送，會(huì)對(duì)下風(fēng)向城市造成極大影響。美國(guó)大氣環(huán)境科學(xué)家George Wolff等人曾在頂級(jí)大氣環(huán)境學(xué)術(shù)期刊《大氣環(huán)境》上發(fā)表的研究證實(shí)，中西部城市的污染傳輸導(dǎo)致了東北部州的臭氧嚴(yán)重超標(biāo)2. Wolff G.T., P.J. Lioy, G.D. Wright, R.E. Meyer, and R.T. Cederwall,An investigation of long-range transport of ozone across themid-western and eastern U.S.,Atmos. Environ., 11, 797-802,1977.；1998年美國(guó)環(huán)保局（EPA）的一項(xiàng)評(píng)估結(jié)果顯示，東部的賓夕法尼亞州的臭氧超標(biāo)中65%是由區(qū)域傳輸造成，而新澤西、紐約、康涅狄格州和馬薩諸塞州的臭氧不達(dá)標(biāo)問題受周邊影響高達(dá)85-88%3.聯(lián)邦法規(guī)文件 63 Fed. Reg. 57356, 57404 (1998年10月27日) 。。所以以大城市為核心進(jìn)行屬地管理輔以減少VOCs排放為主體的管控思路在美國(guó)東部各州并沒有收到很好的效果。

因此，在1990年《清潔空氣法案》修訂過程中，美國(guó)在臭氧污染管控方面實(shí)現(xiàn)了從屬地管理到區(qū)域管理的思路轉(zhuǎn)換。新修法案在第184條提出劃定臭氧傳輸區(qū)域，并授權(quán)在臭氧污染嚴(yán)重的東北部11個(gè)州和華盛頓特區(qū)建立了管理機(jī)構(gòu)——臭氧傳輸協(xié)會(huì)，它由各州代表以及EPA成員組成，協(xié)調(diào)制定區(qū)域NOx、VOCs減排策略并督促實(shí)施，其職責(zé)主要有三個(gè)方面：一是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和模型研究，即支持研究部門開展環(huán)境污染的健康風(fēng)險(xiǎn)、控制措施的不確定性研究；二是移動(dòng)源的管理，例如1991年各州進(jìn)行的燃油改革以及1994年實(shí)施的低排放車輛計(jì)劃；三是固定源的管理，針對(duì)區(qū)域電廠和大工業(yè)點(diǎn)源進(jìn)行總量控制。

聯(lián)邦政府的參與以及法律在建立區(qū)域協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)的過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。此前，長(zhǎng)期不能達(dá)標(biāo)的東北各州的空氣污染管理者已經(jīng)嘗試由下至上建立協(xié)商機(jī)制，但仍是建立在本州利益基礎(chǔ)上，不能達(dá)成區(qū)域性最優(yōu)策略。臭氧傳輸協(xié)會(huì)的建立從根本上改變了這一局面，形成了以州為主導(dǎo)，聯(lián)邦政府和各州共同議事與協(xié)調(diào)的區(qū)域性合作機(jī)制。總之，各成員州在各個(gè)階段都具備基本共識(shí)和一致性，但仍然會(huì)在臭氧傳輸問題上產(chǎn)生爭(zhēng)議，因而其后又成立了專門的科學(xué)評(píng)估小組來解決各成員州在傳輸影響問題上的爭(zhēng)議。

（二）引入市場(chǎng)機(jī)制，降低減排成本

臭氧傳輸協(xié)會(huì)所協(xié)調(diào)的區(qū)域因?qū)嵤└鼮閲?yán)格的高架源NOx排放管控政策，其發(fā)電成本相對(duì)中西部各州更高4. 基于 《清潔空氣法案》 182條，臭氧非達(dá)標(biāo)州需要應(yīng)用合理可用控制技術(shù)(Reasonably Available Control Technology ，RACT)，而許多中西部州為達(dá)標(biāo)州，則不需要應(yīng)用RACT。。在美國(guó)開放競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)中，這一區(qū)域的電廠相較于其他地區(qū)的電廠喪失了價(jià)格優(yōu)勢(shì)。而中西部各州的電廠獲得了更多的“訂單”，發(fā)電量上升，也因此排放出更多污染物，影響了處于下風(fēng)向的東部各州，使這些州的臭氧達(dá)標(biāo)難度再次升級(jí)。為了解決這一尷尬的局面，美國(guó)環(huán)保署決定將區(qū)域管控范圍擴(kuò)大到更多中西部地區(qū)，并且降低減排成本。

在臭氧傳輸協(xié)會(huì)之外，美國(guó)環(huán)保署和各州的環(huán)境委員會(huì)于1995年組建了臭氧傳輸評(píng)估組，評(píng)估臭氧傳輸問題并制定臭氧污染削減對(duì)策，評(píng)估組經(jīng)過研究認(rèn)為中西部的NOx減排將有助于東部各州臭氧達(dá)標(biāo)。環(huán)保署基于科學(xué)研究結(jié)果和東部各州的訴求，發(fā)布了新的法規(guī)，讓上風(fēng)向各州修改各自的州實(shí)施計(jì)劃5. 《清潔空氣法案》要求不能達(dá)到特定污染物的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的州提交州達(dá)標(biāo)計(jì)劃（SIP，StateImplementation Plan），需要 SIP 中說明污染控制、減排目標(biāo)，以及為新建/改建設(shè)備、項(xiàng)目帶來新增排放制定的許可證計(jì)劃。如果計(jì)劃不合格或者在達(dá)標(biāo)期限不能達(dá)標(biāo)， EPA 則可以介入甚至制裁各州，包括強(qiáng)制執(zhí)行聯(lián)邦計(jì)劃（ Federal Implementation Plan），凍結(jié)大排放項(xiàng)目的建設(shè)，中斷高速公路建設(shè)款項(xiàng)，在該轄區(qū)設(shè)計(jì)更加嚴(yán)格的準(zhǔn)入機(jī)制。，并借助市場(chǎng)機(jī)制推行排污交易模式，該計(jì)劃通常被稱為NOx減排計(jì)劃。而對(duì)于未按時(shí)提交實(shí)施計(jì)劃的州，美國(guó)環(huán)保署會(huì)介入令其實(shí)施聯(lián)邦執(zhí)行計(jì)劃6.清潔空氣法案第四章“酸雨”法規(guī)407條也是針對(duì)NOx控制，SIP Call出臺(tái)后酸雨法規(guī)并未修改，與之并行。。聯(lián)邦執(zhí)行計(jì)劃實(shí)施范圍包括美國(guó)東部臭氧不達(dá)標(biāo)或者對(duì)其他州臭氧不達(dá)標(biāo)問題有顯著影響的區(qū)域。

NOx減排計(jì)劃要求受控州和地區(qū)自2003年起，在每年的臭氧高污染時(shí)段——五月至九月削減NOx排放，并為每個(gè)州設(shè)定了一個(gè)夏季排放總量上限。對(duì)于每個(gè)州應(yīng)如何達(dá)到控制目標(biāo)并沒有規(guī)定，各州有選擇達(dá)標(biāo)對(duì)策的空間，可以通過排污交易市場(chǎng)來選擇最為成本有效的減排方式，從而降低減排成本。

（三）多措并舉，VOCs與NOx協(xié)同控制

因?yàn)槌粞跷廴拘纬蓹C(jī)制較為復(fù)雜，從本地污染控制的角度來說，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先控制VOCs還是NOx，并沒有一個(gè)簡(jiǎn)單的答案。不同地區(qū)各異，即使同一個(gè)地區(qū)，由于不同時(shí)間點(diǎn)的氣象條件、傳輸反應(yīng)機(jī)理、污染特征不同，應(yīng)該優(yōu)先控制哪一種污染物也不盡相同。但基本的研究共識(shí)認(rèn)為VOCs控制（或輔以NOx控制）對(duì)于緩解城市區(qū)域的局地臭氧污染很有幫助。而從控制區(qū)域性污染角度，最佳策略是減少高架源的NOx排放（NARSTO, 2000）7. NARSTO, An Assessment of Tropospheric Ozone Pollution – A North American Perspective,2000. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/programs/NARSTO/ozone_assessment.html(在線報(bào)告)。

美國(guó)實(shí)施的臭氧控制措施眾多，包括移動(dòng)源、工業(yè)生產(chǎn)與電力行業(yè)，其中針對(duì)電力行業(yè)的兩大主要控制策略即為區(qū)域性政策。這些措施整體取得了很好的效果，特別是在90年代中期后排放下降趨勢(shì)顯著，自1997年到2004年，NOx排放減少了25%，VOCs排放減少了21%，基本實(shí)現(xiàn)了協(xié)同控制與同步減排。相應(yīng)的在NOx減排計(jì)劃覆蓋的區(qū)域，電力行業(yè)排放量下降顯著，也帶來了更大幅度的臭氧濃度降低。

（四）隨著標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，管控不斷加嚴(yán)

1997年7月18日，美國(guó)環(huán)保署修訂了《國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，將臭氧標(biāo)準(zhǔn)從1小時(shí)濃度標(biāo)準(zhǔn)0.12ppm變?yōu)?小時(shí)濃度標(biāo)準(zhǔn)0.08ppm8.其后2008年，2015年又兩度修訂過臭氧濃度標(biāo)準(zhǔn)，最新的濃度標(biāo)準(zhǔn)值為0.07ppm。。該標(biāo)準(zhǔn)在2000年生效，當(dāng)時(shí)很多地區(qū)都達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)，到了2004年，東北各州達(dá)標(biāo)情況仍然不樂觀。

美國(guó)環(huán)保署設(shè)定了新的臭氧達(dá)標(biāo)目標(biāo)，計(jì)劃從當(dāng)時(shí)108個(gè)臭氧非達(dá)標(biāo)區(qū)減少至16個(gè)臭氧非達(dá)標(biāo)區(qū)。為了達(dá)成這一計(jì)劃，環(huán)保署在2005年10月發(fā)布了《清潔空氣州際法規(guī)》，旨在對(duì)25個(gè)東部州與華盛頓特區(qū)的電力行業(yè)的NOx和SO2排放進(jìn)行大幅度總量削減。到2015年，《清潔空氣州際法規(guī)》與NOx減排計(jì)劃的措施疊加，使得電力行業(yè)的NOx排放量比2003年下降了50%。2015年，美國(guó)環(huán)保署又用《跨州空氣污染法規(guī)》替代了《清潔空氣州際法規(guī)》，旨在盡快幫助下風(fēng)向各州實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)。由于電廠減排的有效性更高，新法規(guī)仍然針對(duì)電廠，覆蓋了美國(guó)東部的27個(gè)州。

三、對(duì)中國(guó)臭氧污染治理的思考

基于美國(guó)臭氧污染治理的政策梳理和總結(jié)，其成功的關(guān)鍵要素在于四個(gè)方面：一是由屬地減排轉(zhuǎn)向區(qū)域管控，基于科學(xué)研究評(píng)估來制定區(qū)域最優(yōu)策略，并成立區(qū)域性管理機(jī)構(gòu)來實(shí)施區(qū)域減排政策；二是針對(duì)季節(jié)性臭氧高污染的問題，設(shè)置控制時(shí)段和排放總量，并允許通過排污交易市場(chǎng)靈活選擇低成本方案，確?？刂拼胧┑馁M(fèi)用有效性，極大的減少了政策阻力；三是針對(duì)臭氧污染的主要前體污染物NOx和VOCs進(jìn)行協(xié)同減排，基本實(shí)現(xiàn)同步下降，避免了因控制不當(dāng)而造成的臭氧濃度反彈。同時(shí)，根據(jù)不同污染源的特點(diǎn)，控制措施由地方或區(qū)域協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)管控，發(fā)揮不同層級(jí)管理的優(yōu)勢(shì)；四是通過升級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整控制策略，不斷的擴(kuò)大控制范圍、加大減排幅度，循序漸進(jìn)改善空氣質(zhì)量。

從美國(guó)治理臭氧的歷程中可知，區(qū)域管理與科學(xué)決策體系對(duì)解決臭氧問題尤為關(guān)鍵。在應(yīng)對(duì)顆粒物和臭氧兩大污染物時(shí)，我國(guó)也應(yīng)加大對(duì)這兩個(gè)核心的重視，進(jìn)一步探索區(qū)域空氣質(zhì)量管理體制改革，加快大氣污染防治先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。尤其在近幾年治理大氣污染的工作中，已經(jīng)在重點(diǎn)區(qū)域探索建立區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制，《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中第八條提出“建立區(qū)域協(xié)作機(jī)制，統(tǒng)籌區(qū)域環(huán)境治理”，在京津冀、長(zhǎng)三角區(qū)域探索大氣污染防治協(xié)作的工作機(jī)制，即將建立的京津冀大氣管理局也將為區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控打開新的局面。另一方面，通過支持“大氣污染聯(lián)防聯(lián)控技術(shù)示范科學(xué)研究”等重大科研項(xiàng)目的開展，為區(qū)域大氣治理決策體系提供科學(xué)支撐。

四、結(jié)語

習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中提出，要持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。環(huán)保部部長(zhǎng)李干杰在十九大記者招待會(huì)中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“過去是叫打好，現(xiàn)在是叫打贏。實(shí)際上是意味著比過去有更高的要求”，并明確“在‘十三五’生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃里面設(shè)定的目標(biāo)一定要實(shí)現(xiàn)，全國(guó)338個(gè)地級(jí)城市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比率必須達(dá)到80%以上”。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，減少顆粒物超標(biāo)的同時(shí)也應(yīng)注意控制臭氧超標(biāo)天數(shù)，特別是在重點(diǎn)區(qū)域逆轉(zhuǎn)臭氧濃度水平不降反升的趨勢(shì)。下一步，我國(guó)應(yīng)當(dāng)將區(qū)域空氣質(zhì)量管理與科學(xué)決策支持機(jī)制進(jìn)一步強(qiáng)化，并在重點(diǎn)區(qū)域加大前體污染物NOx和VOCs的管控力度，確保總量逐步削減、協(xié)同削減，最終有效控制臭氧污染濃度水平。