文、圖/梁英振

雙城記：舊金山四十年大氣污染治理歷程對北京治污的啟示（下）

A 40 year tale of two polluted cities（Part 2）

文、圖/梁英振

北京和舊金山都是世界知名城市。它們之間有很多相似，如均為經(jīng)濟高度活躍的地區(qū)、知名旅游勝地和全球貿(mào)易中心；它們之間也存在很多不同，北京的臭氧和細顆粒物污染非常嚴重，而舊金山的細顆粒物濃度很低。當然，這只是目前的狀況對比，舊金山的大氣也并非一直都是如此清潔。在上世紀六、七十年代，舊金山地區(qū)也曾經(jīng)歷過嚴重的臭氧和顆粒物污染。但是經(jīng)過四十多年的不懈努力，通過對污染源采取綜合控制措施，舊金山的大氣恢復(fù)了往日的清潔。以舊金山為鑒，北京的大氣質(zhì)量也有望通過持續(xù)的努力得到大的改善。本文主要介紹舊金山在過去幾十年為治理大氣污染所采取的措施，以期對北京治理大氣污染、實現(xiàn)空氣質(zhì)量達標有所啟示。同時，這些經(jīng)驗也為中國乃至其它城市治理大氣污染提供一些參考。

2、舊金山地區(qū)為改善大氣質(zhì)量而采取的措施

2.4 細顆粒物（PM2.5）和臭氧污染的關(guān)系

臭氧和PM2.5有一些共性，它們都是污染物在大氣中進行化學(xué)反應(yīng)后生成的二次污染物，當然也有部分的PM2.5來自污染源的直接排放（見圖七、圖八）。臭氧的前體物揮發(fā)性有機物和氮氧化物同樣也是細顆粒物的前體物。減排揮發(fā)性有機物和氮氧化物有助于同時控制臭氧和PM2.5的大氣濃度。大氣中PM2.5有兩類來源：直接排放源和間接源。PM2.5直接排放源包括化石燃料等的燃燒；PM2.5間接來源（作為二次污染物）是揮發(fā)性有機物、氮氧化物、氨和二氧化硫等的光化學(xué)反應(yīng)。圖九展示的是舊金山地區(qū)1999到2010年間PM2.5污染狀況，縱坐標顯示的是每年P(guān)M2.5超標的天數(shù)（PM2.5濃度日均值標準為35微克每立方米）。和臭氧超標天數(shù)的年際變化一樣，PM2.5的超標狀況也受氣象條件的影響。在這十年間，也采取了大量措施削減PM2.5的直接排放和其前體物的排放。圖中的藍色曲線顯示過去十年內(nèi)PM2.5超標天數(shù)的變化趨勢，從中可以看出大氣質(zhì)量的好轉(zhuǎn)狀況。

圖七、 PM2.5的直接排放源

圖八、PM2.5的二次排放源（大氣中通過物理化學(xué)過程產(chǎn)生的細顆粒物）

圖九、舊金山地區(qū)1999-2010年P(guān)M2.5超標狀況

美國PM2.5（聯(lián)邦）標準是在1997年制定的。雖然舊金山地區(qū)從1999年才正式開始監(jiān)測PM2.5，但是很早就對PM10進行了監(jiān)測，比如舊金山在1961年就開始有了顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)，雖然這些數(shù)據(jù)零散，但是從一個方面說明了五十年前舊金山地區(qū)的顆粒物污染狀況。舊金山最嚴重的PM2.5超標現(xiàn)象發(fā)生在2000年冬天。圖十給出了當年P(guān)M2.5超標天數(shù)的月分布狀況，可以發(fā)現(xiàn)臭氧每年的超標現(xiàn)象通常都發(fā)生在七到九月份，而PM2.5的超標往往發(fā)生在十一月到來年二月份。在舊金山，三月到十月份這八個月期間鮮有PM2.5超標現(xiàn)象發(fā)生。

而最近發(fā)生在北京的PM2.5嚴重污染事件就是在2013年的一月和二月。2012年的冬季，北京發(fā)生了非常嚴重的灰霾污染事件。之后，污染狀況逐漸轉(zhuǎn)好。2013年的冬季，大氣污染狀況將會如何我們不得而知。但是，兩種情況都可能發(fā)生，可能會發(fā)生非常嚴重的污染事故，也可能是空氣質(zhì)量良好的狀況，這很大程度上取決于當時的氣象條件。不過有一點可能確定的是，未來的幾年還是會出現(xiàn)污染嚴重的冬季，這是自然使然。這種自然的外力使得污染排放導(dǎo)致的污染問題加劇，因此，只有大力度地實施污染綜合治理才是北京大氣污染的解決之道。

圖十 2000年P(guān)M2.5超標天數(shù)的月分布圖

3、總結(jié)

美國的經(jīng)濟騰飛始于六十年前的二戰(zhàn)之后，系統(tǒng)的大氣污染治理則始于上世紀七十年代。中國的經(jīng)濟在1978年改革開放政策實施后經(jīng)歷了三十多年的快速發(fā)展。伴隨中國經(jīng)濟騰飛的是中國環(huán)境的嚴重污染。近年來，關(guān)于大氣污染治理的政治意愿和投入力度都很大。中國的發(fā)展和面臨的環(huán)境問題在一定程度上和美國的某個發(fā)展階段很像，可以從美國的經(jīng)濟發(fā)展和治理環(huán)境的歷程中吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)。同樣北京也可以從舊金山治理大氣污染的歷程中吸取經(jīng)驗。

首先，特別需要提及的是：大氣污染問題（特別是PM2.5污染）是一個復(fù)雜的問題，其治理需要長期的努力。PM2.5既來自污染源的直接排放，也來自二次生成；既來自人為源，也來自天然源。這些大大小小的污染源成千上萬，根據(jù)目前的情況看，政府和各界對于很多源對PM2.5的貢獻了解還非常不夠。北京公開可用的PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、污染源清單、污染源特征等數(shù)據(jù)非常有限，如果要制定成本有效的污染物治理策略，就需要大力投入相關(guān)方面的科研力量。舊金山的大氣污染治理經(jīng)驗告訴我們：大氣質(zhì)量的達標需要數(shù)十年的努力，不可能在短短幾年內(nèi)實現(xiàn)。而且，大氣污染的治理需要有綜合的措施，大大小小的源頭都要納入考量。治理大的污染源如燃煤電廠、大型工業(yè)源等是相對容易執(zhí)行的。但是大氣質(zhì)量的改善光靠減少大污染源的排放是不夠的，這些措施只是漫漫治污長路的第一步。如果實現(xiàn)PM2.5的達標則需要非常大比例地削減污染物的排放。用簡化的線性推算，如果要使北京污染最嚴重狀況時的濃度從900微克每立方米下降到90微克每立方米，那么需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上削減90%的污染物排放。當然真實的情況會更復(fù)雜一些，但是這一簡單的線性推算還是讓我們對于問題的量級有一個概念。

第二，需要有完整的污染物濃度數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和源清單數(shù)據(jù)來估算各個源的貢獻狀況以及減排潛力。在北京，關(guān)于大氣污染物的來源、污染物濃度分布的研究不可謂不多，可是大多都分散在監(jiān)測機構(gòu)和科研院所。由于數(shù)據(jù)共享機制的缺失，解決北京顆粒物污染所需要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)尚難于滿足決策需求。在舊金山，有完整的近四十年的顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)。而在北京，相關(guān)數(shù)據(jù)很難獲得。沒有數(shù)據(jù)支持，就很難提出有扎實的科技支撐的污染控制措施。無疑，污染控制策略制定需要各方面的決策支撐，但好的大氣污染控制策略的共同點都在于必須有堅實的科學(xué)、工程以及經(jīng)濟分析數(shù)據(jù)支持，以識別真正的問題和有效解決問題之道。

第三，計算機模型模擬是制定顆粒物污染控制規(guī)劃和政策的非常重要的工具。

在上世紀七十年代，舊金山地區(qū)就開始使用計算機模擬輔助設(shè)計臭氧控制策略。計算機模擬可以協(xié)助制定污染物減排目標，識別各個控制措施的效果，以及如果不采取措施將面臨怎樣的污染狀況等。 大氣模型需要海量的數(shù)據(jù)支持，如前所述，在北京目前很難有完整的數(shù)據(jù)集合可以用來做這樣的模擬。在未來，如果能夠把現(xiàn)有研究北京大氣污染的資源整合起來，有望可以通過污染模擬和綜合決策模擬做出更好的決策。

第四，需要對大、中、小型污染源在內(nèi)的所有污染源實施綜合治理。人們開始面對大氣污染問題的時候，總是先把矛頭指向那些最為明顯的污染源。比如，對道路上行駛的數(shù)不清的轎車實施尾氣排放控制，關(guān)閉污染嚴重的工廠或者將其搬遷到其它地方，給燃煤電廠安裝種種污染物去除設(shè)備。這些都是很好的也是非常必要的措施，但是這些不能完全解決如北京現(xiàn)階段所面臨的嚴重的PM2.5污染問題。按照舊金山的經(jīng)驗，開始著手治理大氣污染時，對于大型的污染源污染防止規(guī)制和實施大約需要近十年的時間。顯然，北京需要盡快對工業(yè)源實施嚴格的規(guī)制，同時可以效仿加州對機動車實施更為嚴格的尾氣排放標準。在舊金山，車主必須對在用車進行年檢和維護。這些明顯的、大的污染源的污染物排放得到控制后，需要減少中小型污染源的污染物排放。中小型污染源的減排更為艱難，可能需要花更長的時間，也更為昂貴，但是卻又是非常必要的。如果不對中小型污染源實施規(guī)制，就無法從根本上解決問題，也無法實現(xiàn)PM2.5的達標。舊金山的污染治理開展了近四十年，現(xiàn)在很大一部分的工作是在控制中小型污染源的排放。

第五，每個人都是大氣污染問題的制造者，環(huán)境問題的解決需要每個人的參與。在1970年，灣區(qū)有大約五百萬居民；今天，灣區(qū)的人口已經(jīng)超過七百萬。七百萬人產(chǎn)生的污染物當然要比五百萬人產(chǎn)生的污染物要多。北京現(xiàn)在有超過兩千萬的常住人口，比八十年代的人口要龐大得多，產(chǎn)生的污染物也多得多。人類的各種活動，包括開車、使用計算機、購買衣物、甚至看電影等等都直接或者間接地對大氣中的PM2.5水平有貢獻。全面的PM2.5控制措施涉及每個人，也需要每個人的參與。通過宣傳和教育讓人們意識到自己的行為和大氣污染之間的關(guān)系，同時，賦予公民對于污染排放以及政府執(zhí)行情況的監(jiān)督乃至訴訟權(quán)利，有助于促進人們改變行為進而改善大氣質(zhì)量。

第六，應(yīng)優(yōu)先考慮成本效益高（亦即單位污染物減排量的成本低）的污染控制措施。當污染物控制規(guī)制開始實施的時候，大污染源是人們關(guān)注的重心?？偟膩碚f，在舊金山地區(qū)，優(yōu)先控制大的污染源是成本效益最高的措施。在舊金山實施的每一項污染控制措施都需要對其直接成本進行估算。結(jié)合所估算的成本以及預(yù)計減排量就可以估算單位減排量所需成本。針對多項減排措施，對于每一項都估算成本和效益，這樣可以對這些措施進行排序。從政治的角度，優(yōu)先實施成本效益高的措施也很有必要，一方面可以節(jié)約整個社會的污染控制成本，另一方面，也可以避免部分行業(yè)因強調(diào)應(yīng)優(yōu)先規(guī)制其它行業(yè)（主要排放大戶）而不積極配合的情況。

第七，使用新技術(shù)進行污染控制。很多工業(yè)、企業(yè)都使用傳統(tǒng)的污染物去除設(shè)備，如靜電除塵、袋式過濾系統(tǒng)等。其它一些狀況下則需要開發(fā)新的技術(shù)。比如，在干洗行業(yè)淘汰干洗劑全氯化碳；涂料生產(chǎn)廠生產(chǎn)不含或者少含揮發(fā)性有機物的涂料。一旦問題被界定好，并且有好的政策導(dǎo)向，則每一個受控企業(yè)（或行業(yè)）就會尋找最佳解決途徑。對于中小型污染源，開發(fā)新技術(shù)往往是最有效的解決之道。一個非常重要的特點是規(guī)制者和被規(guī)制者共同努力合作協(xié)商解決問題。

第八，對于中小型污染源實施最佳管理實踐。不是所有的污染治理都需要通過技術(shù)手段來實現(xiàn)。對于中小型污染源，實施最佳管理實踐往往非常有效。這些措施只需要常識和環(huán)保意識就可以實現(xiàn)。這些措施往往比較簡單，但是因為涉及日常生活和工作活動的點點滴滴，累計效果往往非常顯著，對于改善地區(qū)大氣質(zhì)量有非常大的作用。

第九，行政命令型和經(jīng)濟激勵型規(guī)制并行。2013年3月18日的《中國日報》英文版的頭條是“鐵拳治污”。文章開頭說“李克強總理誓用鐵拳政策解決中國的污染問題”。在過去，在舊金山，行政命令型規(guī)制措施對于解決大氣顆粒物污染問題起了很大的作用，這一措施對于治理大的污染源特別管用。但是，需要注意的是，“鐵拳”式的行政命令措施對于中小型污染源的治理作用甚微，特別是對舊金山、北京這樣的人口眾多的大城市。在舊金山，行政命令型政策和經(jīng)濟激勵性政策雙管齊下。在北京，也需要兩種類型的政策同時實施，針對不同的污染源采取不同類型的政策。

第十，對于燃料成分實施規(guī)制也是非常重要的。對于轎車和其它車輛的尾氣排放規(guī)制越來越嚴格。如果不對燃料進行規(guī)制和改良，這些車輛的尾氣排放很難達標。所以，非常有必要對于燃料的成分進行規(guī)制。機動車尾氣排放和燃料成分規(guī)制互為補充，以實現(xiàn)機動車尾氣排放的達標。在中國，特別是北京，對于機動車尾氣排放的標準越來越嚴格，未來需要對于燃料組分進行嚴格規(guī)制。

第十一，對機動車及所有其它交通工具實施全面規(guī)制，包括轎車、卡車、公交車、火車、飛機、摩托車等等。對于轎車的尾氣排放規(guī)制開展的比較早，一方面因為轎車數(shù)量多，另一方面也是因為擁堵的道路讓人們有更大的意愿去解決轎車使用帶來的問題。隨著尾氣排放標準制定的越來越嚴格，轎車尾氣排放問題得到了很大的緩減，現(xiàn)在需要將注意力的一部分放在其它類型的車輛上面。當然，考慮到所涉及的車輛種類，單靠北京自己是很難直接規(guī)制這些設(shè)施，需要國家機構(gòu)來對各類車輛尾氣排放進行規(guī)制。

第十二，實施嚴格的在用車定期檢查和維護。新車總是要更為環(huán)保一些的。汽車尾氣排放標準的制定越來越嚴格，我們總是希望盡快淘汰舊車。但是實際上，車輛的淘汰需要較長的時間。在舊金山地區(qū)，平均而言，一輛車要使用8-10年后才會被淘汰。舊車總是沒有新車環(huán)保，一方面，在當時生產(chǎn)時，所遵循的尾氣排放標準沒有現(xiàn)在嚴格；另一方面，隨著車輛的磨損，污染控制系統(tǒng)除污效率會下降。舊金山地區(qū)要求在用車輛定期年檢和維護，以確保汽車尾氣控制系統(tǒng)正常工作，進而降低汽車尾氣污染物排放。

第十三，土地利用和交通管理的提升是一項長期的事業(yè)。舊金山和北京這兩座城市一直會面臨城市人口增長、住房需求增加以及土地利用擴張的問題。好的公交系統(tǒng)能縮短上下班時間，促使人們乘坐公共交通系統(tǒng)，減少人們對于私家車的依賴。這些都是需要長期規(guī)劃和考慮的事情，這些努力都有助于降低PM2.5的污染。

第十四，提高公眾的環(huán)保意識也是關(guān)鍵的一環(huán)。舊金山地區(qū)的居民環(huán)保意識很高，非常關(guān)注大氣、水和土壤的保護，他們愿意為了清潔的環(huán)境付出一些代價，清潔的環(huán)境是他們生活質(zhì)量保證的一部分。他們也不是天生就有這樣的環(huán)境意識，這是多年來環(huán)保教育和宣傳的結(jié)果。現(xiàn)在，北京的居民也關(guān)注環(huán)境，但是相比舊金山居民來說，關(guān)注程度沒有那么高。想要真正解決大氣污染問題，需要持續(xù)地設(shè)計清晰、易懂的信息和公眾溝通，幫助其了解大氣污染問題的復(fù)雜性和廣泛性，進而促進他們參與到問題的解決中來。

最后，美國的大氣污染治理經(jīng)歷展示其收益遠高于成本。有人認為美國（當然包括舊金山地區(qū)）實施嚴格的環(huán)保政策，是因為美國的經(jīng)濟發(fā)展到了一定的水平，有資本去關(guān)注環(huán)境，這種說法是欠妥的。實際上，事實嚴格的環(huán)保政策所帶來的收益遠遠大于代價。換句話說，如果不控制污染，所付出的代價就太高了（如圖十一示）。舊金山在解決大氣污染、為公民提供清潔空氣方面走了很長的路；北京和其它倍受大氣污染困擾的城市有望從舊金山的治污歷程中學(xué)到經(jīng)驗和教訓(xùn)。這兩座城市的故事還在繼續(xù)，還將持續(xù)很多年，未來的數(shù)十年內(nèi)故事如何繼續(xù)，我們拭目以待。（完）

圖十一、清潔空氣法案實施以來從1990- 2020年間估算的總的成本和效益

致謝：舊金山地區(qū)的空氣質(zhì)量和污染物排放清單數(shù)據(jù)由灣區(qū)空氣質(zhì)量管理區(qū)的Jean Roggenkamp和Eric Stevenson提供，特此感謝。感謝北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院徐建華、張世秋、朱彤、唐孝炎教授的意見與建議，感謝方波對數(shù)據(jù)和圖表的整理。同時在此由衷感謝北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的徐建華教授將此論文翻譯成中文。

梁英振，北京大學(xué)訪問學(xué)者，出生于美國，在美國加州大學(xué)洛杉機分校獲得環(huán)境工程博士（1974年）和化學(xué)碩士學(xué)位（1970年），于密西根大學(xué)獲得化學(xué)學(xué)士學(xué)位（1968年）。曾于舊金山大學(xué)、加州州立大學(xué)等高校兼任教授；任職美國加州灣區(qū)政府協(xié)會并擔(dān)任執(zhí)行理事長；長期從事美國公共政策研究，并直接參與和負責(zé)加州政府的公共政策制訂。同時也在歐洲和亞洲，為多個國家的政府提供顧問咨詢和培訓(xùn)工作。