双城记：旧金山四十年大气污染治理历程对北京治污的启示（上）.docx

          双城记旧金山四十年大气污染治理历程对北京治污的启示（上）                    文、图／梁英振摘要：北京和旧金山都是世界知名城市它们之间有很多相似，如均为经济高度活跃的地区、知名旅游胜地和全球贸易中心；它们之间也存在很多不同，北京的臭氧和细颗粒物污染非常严重，而旧金山的细颗粒物浓度很低当然，这只是目前的状况对比，旧金山的大气也并非一直都是如此清洁在上世纪六、七十年代，旧金山地区也曾经历过严重的臭氧和颗粒物污染但是经过四十多年的不懈努力，通过对污染源采取综合控制措施，旧金山的大气恢复了往日的清洁以旧金山为鉴，北京的大气质量也有望通过持续的努力得到大的改善本文主要介绍旧金山在过去几十年为治理大气污染所采取的措施，以期对北京治理大气污染、实现空气质量达标有所启示同时，这些经验也为中国乃至其它城市治理大气污染提供一些参考1 引言“那是最好的时代，那是最糟的时代；那是智慧的年月，那是蒙昧的年月；那是信仰的时期，那是怀疑的时期；那是光明的季节，那是黑暗的季节；那是希望的春天，那是绝望的冬天；我们无所不有，我们一无所有；我们在通往天堂，我们在迈向地狱——译自查尔斯·狄更斯的《双城记》北京和旧金山这两座城市既相似又不同。

这两座城市都是人们向往的地方，或观光或久居在很多方面，它们在向世人展示这是“最好的时代”同时它们也都必须应对大城市所普遍面临的问题：高昂的生活成本，拥堵的交通，严重的贫富分化等等这两座城市的经济规模比较相近，车辆保有量也非常相近（见表一）两座城市均坐落在山峦地带，所排放的污染物不易扩散，易受大气污染困扰（见图一、图二）但是，当下两座城市的大气质量却差别很大2012年冬季，北京发生了严重的灰霾污染，引发了全世界的关注，污染最严重的时候局部地区PM2.5的浓度小时均值甚至超过了900微克每立方米，其后数月以来，PM2.5浓度水平频频超过世界卫生组织所推荐的日均25微克每立方米的浓度值标准相较而言，现今的旧金山地区的PM2.5污染并不严重，也很少超标然而，旧金山的大气质量并非一直如此良好在上世纪六、七十年代很长一段时间内，大气颗粒物污染是困扰旧金山的一个问题经过近四十年的综合治理，旧金山的大气质量才达到今天的清洁状况本文主要讲述在过去的四十年里旧金山为改善大气质量所采取的措施这些措施可资北京参考和借鉴，也可以供中国、乃至世界其它饱受大气污染困扰的城市参考2 旧金山地区为改善大气质量而采取的措施二战结束后，美国多个城市经历了快速的经济增长、房地产开发、道路建设以及人口膨胀。

在加州，南部的洛杉矶地区和北部的旧金山地区成了当时该州最引人瞩目的地区随着城市的扩张和发展，洛杉矶和旧金山地区开始出现“烟雾”笼罩的现象在上世纪四十年代末期，加州的科学家开始着手研究“烟雾”产生的原因在1950年，加州理工学院的一位教授发现“烟雾”的主要成分是臭氧，是光化学反应的产物为解决旧金山地区的大气污染问题，在1955年成了“湾区空气污染控制区”，负责治理当地的大气污染，并在1957年制定了第一个污染控措施，即禁止垃圾堆和废物堆的露天燃烧其实严重大气颗粒物污染是促使旧金山地区开始关注并治理大气污染的一个主要原因美国从国家层面对大气污染的系统治理始于上世纪七十年代1970年，美国环保署成立，同年通过了《清洁空气法（修订案）》（也叫《1970清洁空气法》）《1970清洁空气法》奠定了美国沿用至今大气污染治理体系基础2.1《1970清洁空气法》的几个关键点在《1970清洁空气法》中的诸多条款中，有四点对美国空气质量的改善起了关键的作用：1制定了基于健康考量的国家空气质量标准美国环保署基于污染物对人体健康影响的科研成果（如流行病学研究成果）制定了以保护人体健康为终极目标的空气质量标准有了大气中污染物浓度标准，就可以制定和评估污染物减排的最终目标和效果。

2要求各州制定《污染物减排实施计划》以实现空气质量达标要求实施的计划包含可执行的污染物减排措施，并明确给出什么时候以及如何达标的路线图3．要求各州在其编制的《污染物减排实施计划》中说明实现达标的时间实施计划要给出具体的污染控制措施，每一项控制措施的实施时间表以及能降低的污染物排放量等，并说明由谁来负责实施这些措施州实施计划中需要明确指出和证明综合措施的实施能够在给定时间内实现大气中污染物浓度达标4．容许公民对于《污染物减排实施计划》执行不力情况提起诉讼各级政府环保机构负责执行《污染物减排实施计划》污染物减排计划要在给定的时间内严格执行如果相关机构行动太缓慢或者没有能够履行自己的职责，《清洁空气法》容许公民对政府机构提起诉讼《1970清洁空气法》里要求制定严格的污染物减排实施计划旧金山在上个世纪七十年代就开始准备污染物减排实施计划，并于几年后完成计划，为其后至今的大气质量管理奠定了坚实的基础《1970清洁空气法》之后几经修订形成了1977修订案和1990修订案在这些修订案中，充分考虑各个州的情况，在措施实施和达标时间上都做了合理调整但是，在这些修订案中，对大气质量的达标要求一直未变，公民对于政府环保机构的诉讼权利也一直保留至今。

2.2二十世纪七、八十年代的臭氧控制策略在二十世纪七十年代，旧金山地区最严重的大气污染问题是臭氧污染在六十年代后期，旧金山每年都有100多天臭氧超标臭氧是碳氢化合物（主要指挥发性有机物）和氮氧化物经光化学反应的产物（图四）所以治理臭氧污染需要从形成臭氧的物质入手，即从挥发性有机物和氮氧化物入手旧金山在上世纪七十年代及其后的四十余年内，主要控制挥发性有机物和氮氧化物的排放北京也是容易发生臭氧污染的城市，在2008年奥运会期间， “蓝天计划”的很大一部分工作是通过控制机动车、电厂等排放的挥发性有机物和氮氧化物而控制臭氧污染在旧金山，控制臭氧污染是一个循序渐进的过程每一次规划都提出明确的措施，比如严格机动车尾气排放标准，推行私家轿车年检和维护等每五年对规划进行调整，根据实际情况修订、废弃并新增一些措施，政策的延续性一直保持得很好对于《污染物减排实施计划》中提到的措施，都要求分析其成本、评估其技术效果和可执行性，且要制定详细的执行计划在七、八十年代，主要针对大污染源进行污染物的减排，如化工厂、燃煤电厂、石油精炼厂等，并对具体行业的污染物防治技术做了要求，比如适用控制技术、最佳可用技术等由于私家轿车的数量非常大且是主要的污染源之一，在加州，针对汽车尾气排放的规制始于私家轿车。

加州的汽车尾气排放标准要比美国国家标准更为严格，要求使用世界上最为清洁的汽车加州还要求对在用车进行年检和维护，确保私家车在使用期间能够达标排放通过七、八十年代实施的一系列污染物减排措施，旧金山臭氧不达标状况出现的频率越来越低而且即使有不达标的现象，也不会很严重以前每年有70-90天臭氧不达标，实施这些措施后，每年大约35-45天臭氧浓度不达标显然，这是一个很显著的提升，但是这些还是不够满足《清洁空气法》的要求图五展示的是从1980至2020年间在旧金山地区挥发性有机物和氨氧化物的排放量和预计排放量变化趋势从图中可以看出，对于大的固定源和移动源的污染物控制效果还是很明显的图六展示的是从1968年至2010年旧金山地区臭氧污染变化状况，确切地说是每年臭氧超标天数的变化，其下降趋势非常显著此外，值得一提的是气象条件对各个年份臭氧达标状况也有影响（见图六）在一些邻近的年份，挥发性有机物和氮氧化物排放量年际变化并不大，然而在这些年份臭氧浓度的峰值以及超标的天数却差别很大比如，在1969-，l972年间，相较以往臭氧超标的天数大大减少，减少了约75%，但是实际上臭氧的前体物的排放量只是比以往少了一点点。

在两年后的1974年和六年后的1978年，臭氧超标天数大约是1972年的两倍，但是这两个年份的臭氧前体物的排放量与此前相较是降低的因此，气象条件对于一个地区污染水平有很大的影响，对于污染物水平的年际变化也有大的影响2.3九十年代至本世纪初的臭氧污染控制策略 在九十年代至本世纪初，挥发性有机物和氮氧化物仍旧是各州《污染物减排实施计划》中减排工作的重点用计算机模拟臭氧和挥发性有机物和氨氧化物的关系，结果表明在旧金山地区臭氧的浓度水平是由挥发性有机物控制的，所以在该地区减排挥发性有机物比减排氮氧化物对于控制臭氧污染更有效在上个世纪七、八十年代，挥发性有机物日排放量从约1500吨降低到750吨，减排了50%；氮氧化物日排放量从约1000吨降低到800吨，减排了20%由于不同地区挥发性有机物和氮氧化物的天然排放和人为排放比例很不相同，虽然在源清单里面也会估算天然源的排放量，但是天然源的排放量往往难以准确估算，存在有大的不确定性，所以在做污染物减排规划的时候，大多数研究均假设天然源的排放量年际变化可以忽略且无法对其通过技术手段加以控制上世纪七、八十年代主要是对大的固定排放源采用适用控制技术和最佳可用技术等实施污染物减排，对移动源机动车的尾气排放实施更为严格的标准并要求机动车进行年检和维护。

当时，主要措施旨在减排挥发性有机物和氮氧化物不过这些措施同时也减少了二氧化硫、一氧化碳和颗粒物的排放所以，在控制挥发性有机物和氮氧化物排放的同时也协同降低了大气中颗粒物的浓度进入九十年代后，为进一步减排挥发性有机物和氮氧化物，进而降低大气中臭氧的浓度，又进一步采取了一系列措施，包括：继续对七、八十年代开始规制的大的固定源实施污染物排放控制大的排放源总是污染物减排的首要目标，也是相对容易规制的目标在上世纪七、八十年代，旧金山地区规制了电厂以及大的工业源的污染物排放这些企业大多采用第一代（有的是第二代）污染物去除技术来削减挥发性有机物、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和颗粒物等的排放美国（联邦）环保署制定了新的污染物排放标准，这些标准涉及七十多个行业，包括电力、玻璃行业、水泥行业、轮胎生产厂商以及玻璃纤维羊毛行业等在这期间，新一代的污染控制技术也成熟起来，可对一些行业实施更为严格的污染物排放标准比如，如果一家企业在七十年代被要求削减85%的污染物排放量，在九十年代又要在此基础上削减67%的污染物排放量，二者累计就是95%的减排量随着规制的实施，这些大的污染源对当地污染物排放量的贡献比例越来越小。

技术和工艺在进步，新的技术更能有效地去除污染物，大企业在不断更新污染物控制设施大部分企业能够应对越来越严格的污染物排放要求，甚至有的企业还由于采取了新的工艺流程提高了生产率而由此获益有时候，污染物控制成本可以由提高的生产率部分所产生的收益抵消掉也有时候，一些企业没有能够有效应对越来越严格的污染物排放要求，或倒闭或者搬迁到环境规制没有那么严格的其它州或国家相较于四十年前的状况，今天的旧金山地区的制造业企业要少的多该地区的经济已经转型为知识密集型和环保型很多大的高科技企业如惠普、雅虎、谷歌、英特尔、苹果、思科、甲骨文等都在旧金山地区设立了总部，但是由于高昂的人工成本和严格的环境要求，这些企业都不在当地进行产品生产总言之，旧金山地区对于高污染企业没有吸引力对新上路轿车执行更为严格的尾气排放标准，即要求新车更环保《1970清洁空气法》出台后，加州制定了全国最为严格的机动车尾气排放标准四十年后，加州依然秉持这一传统，要求州内使用的车辆是世界上最环保的车加州空气资源委员会是该州负责起草和实施机动车尾气排放标准的政府机构表二给出了加州空气资源委员会逐步制定更为严格的汽车尾气标准的历程为降低碳氢化合物、氮氧化物和一氧化碳的排放，加州早在1975年就开始生产装有催化转换器的轿车。

其后这些年，机动车尾气排放标准越来越严格到2012年，加州对新车采取了零排放标准，鼓励生产使用电动车作为降低机动车污染物排放的。