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美国洛杉矶治理雾霾措施与启示

2014年03月03日15:42        手机看新闻

洛杉矶是美国的工业城市,从20世纪初就饱受大气污染的困扰。特别是1943年的“洛杉矶雾霾”事件和之后发生的“光化学烟雾”污染,让洛杉矶政府和市民下决心采取措施根治雾霾,并形成了一系列的经验,可以对我国提供有益借鉴。

一、“洛杉矶雾霾”的发展历程

洛杉矶遭受到烟雾的侵扰可以追溯到二战以前。1903年的一天,厚重的工业粉尘使广大居民误以为发生了日食。第二次世界大战极大地提高了工业发展水平,也带来了空气污染。城市人口以及机动车的数量快速增长。根据气象记录,1939年到1943年间能见度迅速下降。洛杉矶人也越来越感到震惊,烟雾模糊了他们的视野,烟尘侵入了他们的肺部 。

1943年7月26日,更严重的状况发生了。当日,烟雾笼罩城区,大块厚厚的烟幕降落到洛杉矶市中心,明明是白昼,却昏天黑地,能见度只到3个街区以内。当时正值酷暑,在热浪之下,“毒气”变本加厉,袭击人们的眼睛和喉咙,使人产生难以忍受的刺痛之感。由于当时正在同日本作战,人们甚至怀疑遭受了敌方的“毒气攻击”。这就是有名的1943年“洛杉矶雾霾”事件。

1945年,二战结束了,但是对雾霾的战斗却刚刚开始。1952年和1955年,洛杉矶先后发生了两次严重的“光化学烟雾”,每次都造成数百名65岁以上老人因呼吸系统衰竭而死亡。警钟正在敲响,洛杉矶已经从“天使之城”变为“雾霾之城”,城市的天空被讥讽为“冲坏了的胶卷”。

二、成因分析

1943年,洛杉矶在分析雾霾产生的原因时,首先想到的是位于市区的南加州燃气公司生产厂,它生产一种合成橡胶原料的丁二烯产品。在公众的压力下,该厂被迫临时关闭。但是雾霾并没有减少,反而越发频繁。人们开始意识到,雾霾产生的原因并非想象的那么简单,而要消除它也不是一夕之功。随后人们知道雾霾还有许多其他来源,如机车和柴油机车喷出的烟;后院焚烧炉、城市垃圾场、锯木厂、废木厂焚烧的垃圾等。

1946年,《洛杉矶时报》聘请空气污染专家Raymond R.Tucker分析洛杉矶雾霾问题并提出解决方案。经过分析,Tucker提出减少空气污染23个推荐方案,包括禁止在后院焚烧废橡胶等。

1952年,加州理工学院化学家Arie J. Haagen-Smit首次提出,雾霾形成与汽车尾气以及光化学反应下的气粒转化有着直接关系,并指出臭氧是洛杉矶雾霾的主要成分,这与美国东部污染主要来自燃煤和重油产生的二氧化硫有明显不同。他的结论,成为大气治污史上具有里程碑意义的研究。

三、公众和政府的认识过程

科学家的研究让洛杉矶市民意识到,自己选择的生活方式造成了目前的污染,心爱的汽车就是污染源-这需要很大勇气来面对。随着“把汽车整干净”和“把燃料整干净”的理念渐成共识,从市到州,一系列级别越来越高的法规被制定出来。第一次有专人检查炼油和燃料添加过程中的渗漏和汽化现象,第一次建立了汽车废气标准,第一次对车辆排气设备作出规定……

洛杉矶与雾霾战斗的道路注定是漫长的。加州政府对汽车装备标准的规定遭到了福特汽车公司等汽车制造商的抵制,而限制汽油中的烯烃最高含量并提倡开发天然气等新型燃料则让石油大亨们怒不可遏。人们开始意识到,面对跨国产业巨头,应当寻求联邦层面的立法,才能使局面有根本性的好转。

到了1960年代末,随着美国民权和反战运动的高涨,越来越多的人开始关注环境问题。1970年4月22日,2000万民众在全美各地举行了声势浩大的游行,呼吁保护环境。这一草根行动最终直达国会山,立法机构开始意识到环境保护的迫切性。后来这一天被美国政府定为“地球日”。

民众的努力促成了1970年联邦《清洁空气法》的出台。这部法律在后来的环境保护中发挥了关键作用,是一个重要的里程碑。在这之前洛杉矶的监管者在面对全国性的汽车和石油巨头时往往力不从心,而《清洁空气法》的出台标志着全国范围内污染标准的制定成为可能。

这次全国环保大游行被认为是世界上最早的大规模群众性环境保护运动,除推动了《清洁空气法》的颁布,还催生了1972年联合国第一次人类环境会议。

四、应对措施

正是1943年发生的雾霾事件,开启了洛杉矶治理雾霾之战。到上世纪80年代末洛杉矶治理雾霾的成果开始逐步显现出来,洛杉矶空气质量有了明显改善。期间美国联邦政府和州政府采取了一系列卓有成效的措施。

(一)成立专门的空气质量管理机构

1.美国环境保护署

1970年地球日,2千万美国民众走上街头,抗议政府在保护环境方面不得力。压力之下,时任总统尼克松不得不同意成立了一个特殊的部门:美国环境保护署(EPA),结束了美国没有联邦政府机构共同应对危害人体健康及破坏环境的污染物问题的局面。

自1970年以来,EPA一直致力于营造一个更清洁、更健康的环境。其职责包括制定全国的环保法规,进行相关科学研究,以及向各级地方政府机构提供资金和技术支持等。根据《清洁空气法案》和《国家环境空气质量标准》规定的污染物排放标准,将全国分为3类:达标区、不达标区和无法判定区。其中,不达标区被划定为大气质量控制区,必须实行州实施计划(简称SIP),以达到并保持大气质量标准。

EPA将美国50个州划为10个大区,每个大区设立区域环境办公室,由它们作为EPA的代表,对所辖大区的综合性环保工作进行监督,在这些州内代表EPA执行联邦的环境法律、实施EPA的各种项目,协调州与联邦政府的关系,以促进跨州区域性环境问题的解决。加州属第九大区管辖。

2.成立区域空气质量管理机构,实现联防联控

1946年,洛杉矶市成立了全美第一个地方空气质量管理部门——烟雾控制局,并建立了全美第一个工业污染气体排放标准和许可证制度。一批工厂被迫关闭或迁往其它城市,但空气污染状况依然存在。人们开始意识到空气污染不单是一个城市的问题,相邻城市和地区必须共同参与,在更大范围内控制空气污染。1947年,尽管遭到石油公司和商会的竭力反对,洛杉矶县空气污染控制区成立,成为全美首个负责空气污染控制的管区,给所有的工业都设置了空气污染准入制度,这是美国第一个和大气污染防治有关的区域管理项目。随后10年里,加州南部橙县、河滨县和和圣伯纳蒂诺县也先后成立相同的组织。

1967年,加州空气资源委员会(ARB)成立,其使命包括保持良好的空气质量,防止公众接触空气中的污染源,为遵守空气污染的规则和条例提供创新性方法等。加州空气资源委员会制定了全美第一个总悬浮颗粒物、光化学氧化剂、二氧化硫、二氧化氮和其它污染物的空气质量标准。

洛杉矶所在的南加州是空气污染最严重的地区,由于空气的流动性,污染源与受害区域并不一致。为了实现跨地区合作应对空气污染,合理分摊治污费用,1977年由位于南加州地区的洛杉矶县、橙县、河滨县和和圣伯纳蒂诺县的部分地区联合成立了南海岸空气质量管理局(SCAQMD),负责制定区域空气质量管理规划和政策,对区内企业和固定污染源的污染物排放进行统一监管。南海岸空气质量管理局成立后制定了一系列空气污染治理政策,成为区域联防联控的典范。

SCAQMD制定和实施“空气质量管理计划”,促使本地区恪守联邦和州清洁空气标准,同时还制定诸多规则以减少各种来源的排放,包括特定类型的设备、工业流程、涂料和溶剂,甚至消费性产品。向许多企业和行业发布可以确保符合质量的规则。SCAQMD工作人员会定期检查以确保符合这些要求。SCAQMD在所辖区域内38个位置持续监控空气质量,在出现空气质量不佳时能及时通知公众。

SCAQMD主要负责控制空气污染的静态来源。这些来源可能包括从大型发电厂和炼油厂到街角加油站的任何场所。大约有28400家企业在SCAQMD许可下运营。许多消费性产品也被认为是静态来源,包括建筑涂料、家具清漆以及数以千计含挥发性溶剂的产品。

(二)出台法规为空气污染防治提供法律保障

洛杉矶空气污染防治的法律框架包括联邦、州、地区(南海岸空气质量管理局)和地方政府四个不同层次。各级政府根据其权限和职责制定相关空气质量法规和政策,各有侧重,相互衔接,并由此形成了一套完整、全面、适用于区域空气治理的策略。

1. 联邦政府出台《清洁空气法》

在联邦政府层面,美国环境保护署负责制定全国性的空气保护法规,监管各个州的各项污染物排放标准,包括路面机动车辆,火车、飞机和船只等移动污染物排放标准,以及监督州政府制定和推行各项空气质量管理规划和政策。

1970年,联邦政府通过了《清洁空气法》,它是从1955年的《空气污染控制法》、1963年的《清洁空气法》、1967年的《空气质量控制法》发展而来的,1977年、1990年又对其进行了两次修正。《清洁空气法》是一项全国性的立法,具有广泛的约束效力,被视为一座里程碑。法案规定由联邦政府制定空气质量标准,列出了空气污染物质名单,制定了车辆的认证、检测、减排配件应用等多项制度,对燃料的生产也做出明确规定。根据该法案设立了联邦环境保护署,除了赋予其实在的管理权力外,法案还规定环保署可以对污染空气的行为提起民事和刑事诉讼。这些都在未来的空气污染防治中发挥了关键作用。

1971年,美国政府颁布了《国家环境空气质量标准》,要求对6种空气污染物进行管制,当时人们对污染物的概念是“总悬浮颗粒物(TSP)”,即所有飘浮在空气中的颗粒。随着科学的发展,人们发现,一些粒径更小的颗粒物,尤其是粒径在10微米以下的颗粒物,对人体健康的影响更大。因此,1987年美国环保署废除了总悬浮颗粒物的标准,制定了PM10的标准。并开始展开了更小的颗粒物,即PM2.5的科学研究。1997年,美国环保署首次增加了PM2.5的标准,要求各州年均值不超过15微克/立方米,日均值不超过65微克/立方米。 2006年,PM2.5的日均值收紧至35微克/立方米。

2.州及地方政府层面的法案

在州政府层面,1988年,加州通过了《加州洁净空气法》,对未来20年的加州空气质量进行全面规划。加州空气资源局负责制定路面和非路面移动污染源的排放标准、汽车燃料标准,以及消费产品管制规定。加州空气资源局同时负责根据联邦《洁净空气法》制定州政府的空气质量实施计划。由于《加州洁净空气法》较联邦政府的《洁净空气法》更严格,故《加州洁净空气法》成为州政府监管空气质量标准的主要依据。根据《加州洁净空气法》,各类污染源必须采用有效可行技术方案控制污染物排放,并应以每年百分之五的幅度减少污染物和其先导污染物的排放。

在地区管理层面,洛杉矶所在的南海岸空气质量管理局负责监管固定污染源、间接污染源和部分移动污染源(如火车和船只的可见排放物)的污染物排放,同时亦负责制定区域空气质量管理规划和政策。

在地方政府层面,由南加州政府协会(SCAG)负责区域交通规划研究,编制区域经济和人口预测,协调各城市之间的合作和协助地方执行减排政策。洛杉矶市政府则需要制定和实施与交通有关的治理措施,以配合上述各项空气质量控制规划的实施。

(三)引入市场机制

20世纪70年代开始,各国治理空气污染借鉴了水污染治理的排污许可证制度,对排污企业进行管制。加州实行比美国联邦更加严格的标准,如美联邦将排污100吨以上的企业认定为主要污染源,而加州明确排污10吨以上就按主要污染源予以监控。

如何用市场的手段治理空气污染,一直是人们思考的方向。SCAQMD推出了RECLAIM空气污染排放交易机制。目前纳入交易机制的约有300多家工厂,由SCAQMD对其排污情况进行在线实时监测,其排放额度分配依据10多年前的估算量而得出,并且每年递减,从而强制排污企业减少空气污染。排放指标在芝加哥期货市场公开挂牌交易,目前每年交易额约10亿美元。这种做法,对控制固定污染源较有效果。

(四)开发空气污染治理先进技术

因为深受空气污染之害,加州在监测空气污染方面领跑全美。如1970年率先测PM10;1980年测废气中的铅和二氧化硫;1984年测PM2.5;1990年分析PM2.5的化学成分等。加州在开发先进技术治理空气污染方面也一直居领先地位。

1953年,加州空气污染控制改革委员会推广涉及空气污染控制技术,包括减少碳氢化合物的排放量、创建汽车尾气排放标准、柴油卡车和公交车使用丙烷作为燃料、放缓增长重污染工业、禁止垃圾露天焚烧、发展快速公交系统等。

加州还成立机动车污染控制局,负责测试汽车尾气排放并核准排放控制装置。20世纪60年代加州在全美率先实行减少汽车尾气排放量的措施。

1975年加州要求所有汽车配备催化转换器。

20世纪70-80年代,加州环保机构鼓励使用甲醇和天然气取代汽油,这样会减少一半的汽车烟雾排放量。

1987年,加州空气质量管理机构通过了一项汽车公乘计划,以减少空气污染。该机构从1993年开始通过回收项目来全面控制每个设施的烟雾排放量,他们还将开发更为广泛的交易计划来提高排放交易的效率和成本效益。

1988年,加州空气质量管理局成立了技术进步办公室来帮助私营企业加快发展低排放或零排放技术。这些先进技术包括燃料电池、电动汽车、零VOC涂料和溶剂、遥感、可用替代燃料的重型车辆和机车。其中,SCAQMD在开发治理空气污染先进技术方面发挥了积极作用,包括:

——资助零排放燃料电池和混合技术作为小汽车、巴士和其它车辆的动力。

——提供超过1亿美元的州和地方资金,帮助把柴油拖船、建筑设备和重型卡车转换为低排放量和清洁燃料型运输工具。

——资助研究空气污染对健康的影响,尤其是对儿童、运动员以及呼吸系统疾病患者。

(五)不同时期采取的具体措施回顾

早期控制措施:40-50年代初,规范露天垃圾燃烧、禁止后院焚烧 、减少工厂烟雾排放、削减炼油厂二氧化硫的排放等。

50年代以后:通过削减炼油厂和加油操作过程中的油气挥发减少碳氢化合物的排放;建立机动车尾气排放标准;柴油货车及公共汽车采用丙烷代替柴油;减缓重污染企业的发展;禁止露天焚烧垃圾;发展快速公交系统。

60年代空气质量规章制度的实施显著地减少了排放,治理含有碳氢化合物的化工溶剂、垃圾填埋场有毒气体、热电厂氮氧化物、处理动物工厂的排放。

60-70年代重点机动车:加油站油气回收、催化转化装置 、机动车强制排放检测。

70年代开始,淘汰含铅汽油的使用。

直到80年代,重点都放在控制以下6种污染物上:臭氧、悬浮颗粒物、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和铅。

80年代要求石化企业提供清洁汽油。

90年代提出了清洁车辆和燃料的目标。

1977年成立南海岸空气质量管理局,开展跨行政区域协同污染治理。

80年代末还采取措施控制特殊有毒污染物,如:六价铬,石棉,以及已知破坏地球的平流层臭氧的氟氯化碳(即氟利昂)。

1987年采取了一个里程碑式的交通共乘方案。

90代初,不再是简单控制工厂烟囱和汽车尾气,将重点放在了运输和市场激励措施上。

1992年实施了区域清洁空气市场激励方案(RECLAIM)。包括大约330家主要排污企业,排放包括氮氧化物、硫氧化物以及燃烧的副产品,都是形成臭氧和颗粒物污染的组成成分。

2003年,联邦政府尚未要求强制性达到PM2.5标准时,加州率先制订了强制性标准(12μg/立方米,2006年联邦标准15.0μg/立方米 )。

控制直接排放源措施:工业及商业固定源和燃烧设施、家庭壁炉和采暖、机动车(新排放标准、新的汽柴油标准、严格的油气回收措施)、非道路动力机械、施工工地(减少土方施工、抑尘措施)、道路铺装、农业。

控制二次污染物的措施:控制NOX(锅炉、发电设施、发动机、家用炉具、热水器)及VOC 排放(建筑涂装、溶剂使用)。

强调企业和公众的社会责任和参与。

标准(加州标准):PM10年均值标准为20μg/立方米 ,日均值为50μg/立方米;PM2.5年均值为12μg/立方米,日均值为35μg/立方米。

五、主要启示

经过几十年的治理,洛杉矶地区的空气质量得到了明显改善,除臭氧、短时可吸入颗粒物PM2.5和全年可吸入颗粒物的污染指标未能达到联邦空气质量标准外,其它污染物指标均达到联邦标准。据一份2012年公布的报告披露,2011年,加州空气污染达到不健康水平的次数比10年前大幅减少。与2000年时相比,加州全州范围内2012年达到“不健康空气”水平的日子减少了约74%。1980年至2011年间,在加州全境内臭氧污染都有所下降;在同一时间框架内,颗粒物质排放也有所减少。总结加州法理空气所走的路,其主要经验有以下几条:

一是制定严格的空气质量标准和污染治理政策。加州的空气质量标准往往比联邦政府还要严格,并授权州和地区空气质量管理机构通过严格的法规和政策来治理空气污染。这些主要法规和政策包括:制定严格的污染源排放标准;严格的空气质量监管;制定清洁能源政策,鼓励使用天然气和可再生能源等。这些类似于计划经济手段的“指令及管控(command-and-control)”治理政策,加上市场导向的政策配合,在洛杉矶空气污染治理中取得了良好效果。

二是建立跨区域治理机构。由于空气污染是跨界的,受地理环境、上下游关系的影响,一座城市无法独立做好空气污染治理,必须打破行政区域限制,建立跨区域的空气质量管理机构,并赋予强有力的行政执法和监管权利。空气污染监测数据24小时实时地在网上发布,公众随时可以查看。污染检测数据的及时、公开的发布促进了公众环保意识和参与程度,对排污企业构成了强大压力,极大地推动了空气污染的治理,增强了监管机构的权威。

三是强有力的民意支持。公众强烈要求有一个清洁的环境是洛杉矶空气质量持续改善的推动力。美国《清洁空气法》的出台也是公众运动的结果。公众透过法律诉讼和其他行动向政府施加压力,是迫使未尽全力的政府机构正视空气问题的重要因素。此外,环保运动的兴起和政治领袖的决心也是推动洛杉矶空气污染治理的关键因素。目前,在美国,公众可以全面参与和监督空气质量标准的制定和实施,如美国公民可以对PM2.5的标准监控程序进行监督,根据公布的全年监测统计和日常监测数据,参与所在州的环保机构举行的公共听证会。

四是产业结构调整和区域经济发展。洛杉矶的传统制造业已基本转移到了发展中国家,从而大大减少了污染物排放。近年来,洛杉矶地区新兴产业发展迅猛,如电子、通讯、软件、生物技术、互联网和多媒体产业兴起,逐步替代了传统机械制造、能源和化工产品的生产,大大减少了污染物的排放量。

五是鼓励清洁能源和可再生能源的开发和利用。美国环保署已经针对发电站、汽车等微小颗粒物排放源发布了规范和指导,其中包括对公共汽车和轻型卡车使用清洁能源,减少排放;对柴油发动机执行多层次的废气排放标准,要求发动机生产商制造符合先进排放控制标准的产品,从而使废气排放减少90%以上。

洛杉矶地区要求使用天然气替代石油或燃煤发电;鼓励使用风能、太阳能等可再生新能源使用;加强可再生能源和提高能源使用效率研发;制定减少温室气体和臭氧排放政策;提高建筑节能标准;为购买新能源汽车和安装太阳能设备的家庭提供财政补贴等。

六是发展公共交通,减少汽车用量。汽车、港口船舶和货物运输是洛杉矶最大的空气污染源。洛杉矶地区大力提倡公共交通,扩建区内轻轨系统和洛杉矶市地铁系统;在高速公路上设立两人以上车辆专用通道,并允许单人驾驶新能源汽车使用专用通道;在市区增设自行车车道;要求船舶进入洛杉矶港口后使用岸上电源;设立过境运输车辆专用通道;淘汰高污染柴油车辆等。

七是做好城市规划,提倡居家节能。做好城市规划,增加主要交通干道、轻轨和地铁沿线的住宅密度,控制郊区的无限制性扩展;鼓励民众在工作地点附近购房,缩减上下班的距离;大力发展节能住房,修建更加密闭的屋顶和窗户;更新家用供暖系统,提倡使用节能灯,支持节能家电销售等。

来源:中国科学技术信息研究所

(责编:王永战(实习生)、赵竹青)

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