汪旭穎 燕 麗 賀晉瑜 劉乃瑞

(環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

如何有效控制顆粒物排放、推動空氣質(zhì)量顯著改善是我國亟待突破的環(huán)境問題從政策管理的角度出發(fā)，對美國的顆粒物污染治理歷程進行回顧與總結(jié)，從中吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)，有利于為我國顆粒物污染控制政策的研究與制定提供幫助，促進我國顆粒物污染防治體系的建立和完善。

1 治理歷程與成效

上世紀40年代至70年代期間，美國西部城市洛杉磯數(shù)度發(fā)生光化學(xué)煙霧事件，對公眾健康和生活造成極惡劣影響，引起了美國當(dāng)局對大氣污染治理的高度重視。1971年，聯(lián)邦政府對顆粒物污染的治理工作正式啟動，顆粒物首次作為指標之一被納入《國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(1971 NAAQS)的主要污染物控制體系。20 世紀70年代至80年代期間，美國的顆粒物控制政策尚未根據(jù)粒徑大小進行細化，主要以總懸浮顆粒物(TSP)為控制指標，對電廠燃煤機組和工業(yè)燃煤設(shè)施進行嚴格的環(huán)境管制。70年代期間，由于未考慮效益成本問題，環(huán)境管制政策過于苛刻、治理成本過高，導(dǎo)致相關(guān)政策并未得到有效落實;自80年代開始，美國聯(lián)邦政府要求在頒布相關(guān)法規(guī)前須進行效益成本評估，以保障法規(guī)實施可取得有利的社會效益。1997年美國環(huán)保署(EPA)重新修訂《國家環(huán)境空氣質(zhì)量》(1997 NAAQS)，新增細顆粒物(PM2.5)控制指標，顆粒物控制重點逐漸轉(zhuǎn)向細顆粒物，顆粒物污染防治力度也自此全面加強。20世紀90年代末至今，美國聯(lián)邦政府先后出臺了清潔空氣能見度條例、清潔空氣州際條例、以及機動車和其他移動源的相關(guān)清潔空氣法體系下游條例，對電廠鍋爐、相關(guān)工業(yè)設(shè)施以及機動車等移動源的顆粒物及其前體物排放進行了嚴格控制，控制方式主要包括技術(shù)改造和總量控制。

在采取環(huán)境管制措施削減污染物排放的同時，美國也十分注重能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對污染物減排的優(yōu)化作用。1990年至2011年二十余年間，美國的煤炭消費得到了顯著遏制，人均煤炭年消費量從277 千克標準煤降低到了230 千克標準煤，下降幅度達17%左右;煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中的比重由26.1%降低到了23.6%，天然氣的使用比重則由27.3%增長至30.3%［1］;作為顆粒物的重要排放源之一，電廠燃料中的煤炭使用也得到了有效控制，煤炭使用比例從2000年的20.7% 減少到了2011年的18.2%［2］。煤炭消耗強度的顯著降低，有效減少了燃煤引起的顆粒物排放。

通過對電站鍋爐、工業(yè)設(shè)施、以及機動車等移動源的顆粒物及其前體物排放實施嚴格控制，美國的顆粒物治理技術(shù)及應(yīng)用水平得到了快速發(fā)展與改善，結(jié)合有力的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整措施，美國的顆粒物污染控制工作現(xiàn)已取得了顯著成效。近二十年來，美國顆粒物的排放量基本呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。根據(jù)美國環(huán)保署的排放清單模型計算結(jié)果顯示［3］，1990－2011年期間，美國一次PM10排放量下降了近25%，一次PM2.5排放量下降了近17%;1990－2006年期間，美國的PM2.5前體物SO2、NOx 和VOCs 的排放量分別下降了11%、16%、20%和8%［5］。

顆粒物及其前體物排放量的大幅削減，有效促進了美國空氣質(zhì)量的改善。1990年至2000年期間，美國粗顆粒物(PM10)年均濃度下降了24%;2000年至2012年期間，美國粗顆粒物(PM10)和細顆粒物(PM2.5)的年均濃度分別下降了27%和33%［4］(美國環(huán)保署于1999年開始全國范圍的PM2.5監(jiān)測)。美國顆粒物年均濃度變化趨勢見圖3。

圖1 1990－2011年美國顆粒物一次PM10排放量變化趨勢

圖2 1990－2011年美國顆粒物一次PM2.5排放量變化趨勢

圖3 1990－2012年美國PM10、PM2.5年均濃度及煤炭消費量的變化趨勢

2 控制政策體系

美國聯(lián)邦政府的顆粒物控制政策體系以《清潔空氣法》為基本法律依據(jù);制定并不斷加嚴顆粒物空氣質(zhì)量標準(NAAQS);并以推動各區(qū)域達標治理為核心目標，強制要求各州制定并落實州實施計劃(SIP);同時建立多項清潔空氣法律體系下游條例(如清潔空氣能見度條例CAVR、清潔空氣州際條例CAIR 以及機動車和非道路移動源的相關(guān)清潔空氣法體系下游條例)，采用多污染物協(xié)同控制的思路，以技術(shù)改造和總量控制為主要手段，有針對性地對不同來源的顆粒物及其前體物進行嚴格管制。控制體系框架如圖4 所示。

2.1 以達標治理為核心思路，制定并逐步加嚴質(zhì)量濃度標準

美國的顆粒物污染防治工作以保障公眾健康與公共福利為根本目的，主要圍繞達標治理、分階段改善的思路建立與完善國家的顆粒物控制政策體系。作為顆粒物控制政策體系的核心，美國環(huán)保署定期對《國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(NAAQS)進行評估與修訂，逐步加嚴顆粒物的質(zhì)量濃度標準，從而有效推進顆粒物污染的分階段治理。

圖4 美國顆粒物污染防治政策體系

美國環(huán)保署于1971年首次設(shè)立有關(guān)顆粒物的國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準(1971 NAAQS)，并分別于1987年、1997年、2006年和2012年對標準進行了修訂。美國對顆粒物污染的控制經(jīng)歷了從TSP、PM10到PM2.5的歷程，當(dāng)前以PM2.5的控制為主。自上世紀70年代至今，NAAQS 對顆粒物質(zhì)量濃度的要求逐步加嚴，2006NAAQS 中將PM2.5的24 小時平均濃度限值由1997年的65μg/m3加嚴至35μg/m3，2012年標準修訂時PM2.5的年均濃度首要標準限值由1997年的15.0μg/m3加嚴至12.0μg/m3(顆粒物空氣質(zhì)量標準變化歷程詳見表1)。

表1 美國顆粒物空氣質(zhì)量標準變化歷程(1971－2012)

2.2 以“州實施計劃”為主要手段，推動區(qū)域空氣質(zhì)量達標

為推動區(qū)域空氣質(zhì)量達標治理，美國《清潔空氣法》(CAA)規(guī)定了各州需定期向美國環(huán)保署提交大氣污染治理的“州實施計劃”(SIP)。 “州實施計劃”是美國聯(lián)邦政府自上而下推動區(qū)域空氣質(zhì)量達標最直接和重要的手段，具體流程如圖5 所示。

美國環(huán)保署以空氣質(zhì)量為依據(jù)劃定并公布全國范圍內(nèi)的“未達標區(qū)”后，涉及到“未達標區(qū)”的各州須向美國環(huán)保署提交以達標治理為目的的“州實施計劃”(SIP)。SIP 文本得到EPA 審核批準后即須在州內(nèi)貫徹執(zhí)行;未按時提交SIP 或SIP 未得批準的州則會受到相應(yīng)制裁，美國環(huán)保署將對其強制執(zhí)行聯(lián)邦實施計劃(FIP)或開展制裁行動。制裁方式一般包括排放補償制裁和公路基金制裁。在排放補償制裁的情況下，被制裁州需完成兩倍于新增固定源排放量的污染物削減量;在公路基金制裁的情況下，自啟動制裁之日起，被制裁州的交通項目將無法獲得聯(lián)邦公路總署的任何資金支持。同時，針對國家空氣質(zhì)量標準(NAAQS)的定期評估與更新，各州實行空氣質(zhì)量滾動式達標。即每當(dāng)新標準頒布后，尚未達到舊標準的地區(qū)仍需執(zhí)行舊標準SIP 直至其區(qū)域空氣質(zhì)量達到舊標準;之后再實行新標準SIP，配合新標準達標。

圖 5 美國“州實施計劃”的落實流程

3 主要控制措施

針對顆粒物的重點源排放突出、二次顆粒物貢獻大以及遠距離傳輸?shù)忍匦?，美國?lián)邦政府以強化重點源減排、多污染物協(xié)同控制、區(qū)域聯(lián)合治理為主要思路，在清潔空氣法體系下制定了多項清潔空氣專項條例，有針對性的對不同行業(yè)、不同區(qū)域的顆粒物以及顆粒物的前體物(SO2、NOx 等)的排放進行了嚴格控制。同時，聯(lián)邦政府針對企業(yè)制定了嚴厲的違規(guī)處罰機制，有力地保障了顆粒物污染防治政策的貫徹落實。

3.1 開展重點行業(yè)顆粒物減排，控制重點源一次和二次排放

美國的人為顆粒物排放源主要包括道路和建筑揚塵、燃料燃燒、工業(yè)工藝、移動源等。自上世紀70年代至今，美國環(huán)保署先后針對電廠鍋爐、部分工業(yè)設(shè)施以及移動源的顆粒物及其前體物排放開展了嚴格的環(huán)境管制，有效控制了顆粒物重點源的一次和二次排放。

3.1.1 電廠減排

自20 世紀70年代至今，電廠減排一直是美國大氣污染物控制的工作重點。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示［4］，2002年美國SO2排放量中的67%來自于電力生產(chǎn)，NOx排放量中的22%來自于電力生產(chǎn)。為有效控制電廠的顆粒物排放，美國先后頒布實施了一系列專項條例，采用技術(shù)改造和總量控制作為主要的減排手段，對電廠的顆粒物及其前體物的污染控制技術(shù)與排放標準提出了明確嚴格的要求。針對全國范圍內(nèi)的大部分電廠鍋爐和小部分工業(yè)設(shè)施，美國在清潔空氣能見度條例(CAVR)中公布了相應(yīng)的最佳可用改造技術(shù)(BART)，強制要求各類電廠和工業(yè)設(shè)施實施技術(shù)改造。此外，美國對電力行業(yè)的SO2和NOx 實行總量控制，將其作為有效削減顆粒物二次排放的重要手段。美國環(huán)保署先后在國家酸雨計劃(ARP)和清潔空氣州際條例(CAIR)中對電廠和部分工業(yè)設(shè)施的SO2和NOx 排放做出了總量控制的明確要求，將受約束的設(shè)施類型逐步由燃煤類機組擴大到了所有化石燃料類型的機組，此外，在總量削減目標的劃定問題上，考慮到顆粒物污染的地域差異性，在污染更為嚴重的東部地區(qū)，SO2和NOx 的總量排放上限相比其他地區(qū)更為嚴格。

經(jīng)過長期嚴格的環(huán)境管制，當(dāng)前美國電廠最佳可用技術(shù)改造已基本全部完成，電廠鍋爐的顆粒物排放已得到有效削減。根據(jù)美國環(huán)保署的相關(guān)測算，2011年，全國范圍內(nèi)的電廠PM10一次排放量相比2000年降低了60%左右，PM2.5一次排放量相比2000年降低了66%左右［3］;CAVR 和ARP 控制范圍內(nèi)的電廠和工業(yè)設(shè)施的PM2.5前體物SO2和NOx 排放量分別比2005年降低了56%和46%［2］。

近幾年來，隨著電廠最佳可用技術(shù)改造(BART)的全面實現(xiàn)，電廠對顆粒物污染的影響逐漸減小，道路交通導(dǎo)致的顆粒物排放貢獻則逐漸顯現(xiàn)，美國對顆粒物排放源的控制重心開始逐漸轉(zhuǎn)向了移動源。根據(jù)最新公布的美國顆粒物排放清單顯示［3］，2011年美國最重要的PM10一次排放源與PM2.5一次排放源均為道路揚塵，分別占據(jù)人為PM10一次排放量(不包括計劃林火)的52%左右以及PM2.5一次排放量(不考慮計劃林火)的27%左右。

3.1.2 移動源減排

圖7 2000－2011年美國電站鍋爐顆粒物一次排放以及煤炭使用變化情況

自20 世紀90年代初至今，美國聯(lián)邦政府頒布實施了汽車排放標準和汽油硫計劃、清潔空氣非公路柴油設(shè)備條例、清潔空氣柴油卡車與柴油公交車條例、機車發(fā)動機以及船舶柴油發(fā)動機排放標準等一系列移動源相關(guān)的清潔空氣下游條例，對設(shè)備制造商、燃油供應(yīng)商以及使用者均提出了嚴格的技術(shù)與行為標準。針對設(shè)備制造商，美國聯(lián)邦政府要求其采用最佳可用改造技術(shù)(BART)對汽油柴油發(fā)動機等設(shè)備進行替換更新，并逐步加嚴顆粒物及其前體物的設(shè)備排放標準。例如，為有效控制顆粒物二次排放，2004年開始實施的《第二階段汽車排放標準》對汽車尾氣中的顆粒物前體物(NOx、NMOG、HC 和VOCs)濃度進行了嚴格控制，并為各類車型做出了分階段的排放規(guī)定。針對燃油供應(yīng)商，EPA自1993年開始對柴油硫含量進行規(guī)定，并不斷加嚴，目前EPA 對汽油和柴油的硫含量均提出了嚴格的標準。2007年出臺的《清潔空氣柴油卡車與柴油公交車條例》中，對柴油硫含量的要求從500ppm 加嚴至15ppm。針對機動車使用者，EPA 要求對汽車尾氣排放進行定期檢測，使用者需對檢測不達標的車輛進行檢修直至排放達標。

圖8 1990－2012年美國移動源顆粒物…一次排放量變化示意圖

根據(jù)美國環(huán)保署相關(guān)測算顯示［3］，包括道路機動車以及其他非道路移動源在內(nèi)的移動源的顆粒物排放已得到了有效控制，1990年至2012年期間，美國移動源的PM10一次排放量和PM2.5一次排放量分別降低了36%和48%左右。

表2 美國重點行業(yè)顆粒物減排措施

3.2 重點保護區(qū)治理和區(qū)域聯(lián)防綜合進行，改善區(qū)域陰霾污染

在陰霾問題的治理上，美國采取了重點保護區(qū)治理和區(qū)域治理綜合進行的方法。根據(jù)空氣質(zhì)量狀況以及區(qū)域功能劃分，美國環(huán)保署在全國范圍內(nèi)指定了156 個一級地區(qū)(國家公園和野生動植物保護區(qū))作為陰霾問題的重點治理對象。同時根據(jù)地域和空氣質(zhì)量，全國范圍內(nèi)成立了五個民間區(qū)域治理聯(lián)盟(WRAP、CENRAP、LADCO、MANE－VU、VISTAS)，該五大聯(lián)盟接受美國聯(lián)邦政府的資金支持對各自區(qū)域內(nèi)的顆粒物污染進行整治。考慮到顆粒物長距離傳輸?shù)奶匦?，這種區(qū)域聯(lián)盟的做法沖破了州界范圍的束縛，有利于開展顆粒物的多地區(qū)聯(lián)合治理工作，推動區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的改善。圖9所示為美國EPA 指定的156 個一級地區(qū)和五大民間聯(lián)盟的在全國范圍內(nèi)的空間分布。

圖9 美國156 個一級地區(qū)(左)及五個區(qū)域治理聯(lián)盟(右)的空間分布

3.3 嚴格處罰機制，有力保障政策落實

為了保障顆粒物治理工作的貫徹執(zhí)行，有效推進相關(guān)環(huán)境政策的落實，美國聯(lián)邦政府針對政府機構(gòu)和企業(yè)單位均制定了嚴厲的處罰制度。例如，對地方政府不按時提交“州實施計劃”的，在上文中提到，處以排放補償制裁或公路基金制裁;對違規(guī)排放的企業(yè)，處以超標罰款、特殊情況罰款不設(shè)上限等。表3 列舉了《清潔空氣法》對企業(yè)的部分處罰規(guī)定［6］［7］。

表3 《清潔空氣法》中的部分處罰措施

4 顆粒物污染防治政策啟示與建議

總結(jié)美國在治理顆粒物污染過程中的政策經(jīng)驗與啟示，結(jié)合我國顆粒物區(qū)域污染嚴重、重點行業(yè)排放突出等特點，提出以下幾點我國顆粒物污染防治的政策建議:

(1)堅持持續(xù)改善、循序漸進，制定分階段治理目標。應(yīng)以公眾健康為首要決定因素，同時綜合考慮公眾健康、環(huán)境感官和經(jīng)濟發(fā)展等多項因素在不同發(fā)展階段的需求，逐步加嚴顆粒物質(zhì)量濃度標準，實現(xiàn)分階段的顆粒物污染治理。(2)實施地方政府責(zé)任制，落實減排和達標任務(wù)。將顆粒物達標治理作為空氣質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，以責(zé)任制的形式將質(zhì)量達標和減排的任務(wù)落實到地方政府，以此為基礎(chǔ)推動治理工作自上而下開展。(3)制定專項法規(guī)，深化重點行業(yè)減排。加大燃料燃燒、工業(yè)工藝、機動車等重點源治理力度，以顆粒物及其前體物為控制對象，有針對性地對重點排污行業(yè)的工程技術(shù)、排放標準以及總量任務(wù)做出明確和嚴格的規(guī)定。(4)嚴格處罰機制，加大執(zhí)法力度。嚴格政府機構(gòu)和企業(yè)等不同角色在顆粒物治理工作中的行為規(guī)范與要求，制定嚴厲、完備的處罰措施，防止政策實行過程中任何一方違法亂紀行為的出現(xiàn)，保障顆粒物控制措施的貫徹落實。(5)加強民間合作，推動區(qū)域大氣治理。促進增強公眾環(huán)保意識，鼓勵民間公益組織進行區(qū)域合作，為公益類顆粒物減排項目提供經(jīng)費和政策支持，在區(qū)域?qū)用嫔嫌行苿宇w粒物減排和空氣質(zhì)量改善。

［1］2012年世界能源統(tǒng)計，BP Statistical Review of World Energy June 2012. http://www.bp.com/statisticalreview

［2］美國2011年ARP＆CAIR 工作進程報告:SO2 and NOx Emissions，Compliance，and Market Analyses.

［3］美國2011年國家排放清單(2011 National Emission Inventory)，美國環(huán)境保護署(USEPA)．

［4］美國國家空氣質(zhì)量變化趨勢2010年報告(National Air Quality Trends through 2010)，美國環(huán)境保護署(USEPA)．

［5］美國國家空氣質(zhì)量變化趨勢2006年報告(National Air Quality Trends through 2006)，美國環(huán)境保護署(USEPA)．

［6］美國清潔空氣法案(Clean Air Act). http://epa.gov/air/caa/

［7］國泰君安證券行業(yè)研究報告:“中國好空氣，路漫漫其修遠”大氣治理行業(yè)專題研究，2013.02．