他山之石

王旭豪

談及空氣污染，PM2.5被大眾認為是“罪魁禍首”，其實，還有另一個絕不容忽視的重要因子——臭氧（O3）。2019年，中國以臭氧為首要空氣污染物的城市環(huán)境空氣質量超標天數(shù)占總超標天數(shù)41.8%，僅次于PM2.5（占45%）。中國環(huán)境科學學會臭氧污染控制專業(yè)委員會組織近日起草了《中國大氣臭氧污染防治藍皮書（2020年）（征求意見稿）》，正在公開征求意見。

臭氧問題近期尤為凸顯。疫情期間，由于工業(yè)生產與交通活動減少，今年1至3月，五類首要大氣污染物（PM2.5、NO2、PM10、SO2、CO）皆明顯減少。但是，入夏以來，中國城市范圍內出現(xiàn)了不等程度的臭氧污染。

以北京為例，5月1日發(fā)生了近地面臭氧重度污染事件，下午短時內臭氧小時濃度一度突破300μg/m3（微克/立方米），當天臭氧日最大8小時平均第90百分位濃度平均值（簡稱“臭氧評價值”）超過了中國國家二級標準的180%。

這里的一個名詞——近地面臭氧——很值得關注。近地面臭氧通常由人類活動排放的氮氧化物和揮發(fā)性有機物在光照和高溫下反應而成，是有害光化學煙霧的主要成分，容易造成環(huán)境污染，還可能對人類健康產生危害。與“近地面”相對應的概念是“高層臭氧”。它處于平流層，對人類來說是紫外線的屏障。

近年來，近地面臭氧污染治理已被納入中國空氣污染治理工作范疇。而自1971年首次將近地面臭氧污染治理納入空氣質量監(jiān)測內容起，美國已積累了近50年的經(jīng)驗。

美國近地面臭氧治理的歷史經(jīng)驗

相較其他大氣污染物，美國對于近地面臭氧標準的改動更為頻繁，且指標的縮緊幅度更大。

1971年，美國首次將近地面臭氧納入空氣質量監(jiān)測內容，并將其一級濃度標準設定為0.08ppm。而后，隨著近地面臭氧對人類健康影響的科學研究不斷深入，研究者們逐漸認識到，人體在中等濃度的臭氧中暴露6～8小時相比于在高濃度臭氧中暴露1～3小時受到的健康損害更大，且6～8小時的暴露時間也更加符合臭氧污染本身的特點。

基于這一結論，EPA（美國環(huán)境保護署）于1979年將監(jiān)測1小時濃度值改為監(jiān)測8小時濃度值。在濃度指標方面，EPA至今共在NAAQS中對近地面臭氧的達標濃度進行了4次修改。指標由1979年的0.12ppm縮緊至2015年的0.07ppm，4次修改的總體緊縮幅度達到41.7%。不論是監(jiān)測內容還是濃度指標，近地面臭氧的相關標準一直是NAAQS中最受關注、修訂最多的內容之一。

值得一提的是，標準的修改會推動防治政策的更新，美國對于近地面臭氧防治政策的制定建立在一系列科學研究與經(jīng)濟分析的基礎之上。這些研究與分析的最重要表現(xiàn)形式之一就是EPA出臺的政策影響分析文件（Regulatory Impact Analyses， RIA）。

在政策執(zhí)行運作方面，美國擁有一套科學研究奠定基礎，EPA發(fā)號施令，州政府落實政策，最終再由EPA驗收成效的運作體系。首先，由學界的相關科研成果提供科學依據(jù);EPA以此為基礎發(fā)布RIA論證新指標及新政策的科學性與可行性，并指導美國各州對自身的當前相關環(huán)境狀況進行認知，各州隨后頒布相應的州級政策執(zhí)行計劃（SIP），履行執(zhí)行政策的法定義務。SIP出臺后，EPA將指導各州政府對政策的實施效果進行跟蹤，評估成果，確保各州按期實現(xiàn)既定目標。

在臭氧污染監(jiān)測方面，美國在上世紀90年代開始部署光化學評估監(jiān)測網(wǎng)絡（PAMS），監(jiān)測臭氧污染地區(qū)的近地面臭氧、氮氧化物、VOCs濃度以及相關氣象參數(shù)，為研究污染成因及其擴散過程提供數(shù)據(jù)支持。

美國采用連續(xù)三年時間內的第四日均8小時最大濃度平均值作為評判依據(jù)，評估臭氧濃度是否達到其法定空氣質量標準。用于評估的臭氧濃度數(shù)據(jù)主要由各州負責監(jiān)測，并向EPA提供。

美國的近地面臭氧監(jiān)測站點基本分為三類：

一是EPA在各州直接建立的美國國家空氣質量監(jiān)測及預報網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡下屬站點共97個，可監(jiān)測包括臭氧在內的所有6種美國清潔空氣法案規(guī)定的空氣污染物，主要由EPA負責運營維護;

二是由各州、地區(qū)、部落的空氣污染治理部門負責建設的地方監(jiān)測站點，這些站點根據(jù)各自空氣質量狀況確定污染物監(jiān)測對象，其中具備臭氧監(jiān)測能力的站點超過1500個;

三是專門用于臭氧污染監(jiān)測以及臭氧污染科學研究的PAMS監(jiān)測站，主要位于美國西岸的加利福尼亞州，中部的得克薩斯州及東北大西洋沿岸等近地面臭氧污染較為嚴重的地區(qū)。

EPA通過以上三類監(jiān)測站點匯總各地臭氧數(shù)據(jù)后，根據(jù)當前國家環(huán)境空氣質量標準中的臭氧濃度限值判定各個州及地區(qū)的近地面臭氧濃度是否達標。對于未達標的地區(qū)，EPA還會按照當?shù)爻粞鯘舛瘸龇ǘ藴实臄?shù)值對其超標程度進行分級，并指導其后續(xù)的臭氧治理行動。

治理過程中的問題與挑戰(zhàn)

美國在近地面臭氧污染治理在不斷發(fā)展的進步歷程中也遇到了一系列問題，這主要體現(xiàn)在：科學層面上，近地面臭氧形成機制和臭氧污染對人體健康影響的復雜性導致臭氧問題長時間處于“邊探索，邊規(guī)劃，邊治理”的狀態(tài)。

雖然近地面臭氧在1971年就被列為大氣污染物之一，但美國花費了20多年的時間，在大量的科學研究后才于上世紀90年代決定建立起光化學評估監(jiān)測網(wǎng)絡對近地面臭氧進行監(jiān)控，并以此作為研究臭氧治理方法的科學工具。在研究形成機理的同時，關于臭氧對人體健康影響的研究也處在不斷更新的過程中，而這一方面的研究又是作為設定監(jiān)測濃度指標之科學依據(jù)的存在。經(jīng)濟角度上，費用—效益的受眾不對稱性導致臭氧污染治理難以在政策層面得到落實并取得顯著成效。