何書(shū)申，趙兵濤，俞致遠(yuǎn)

上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093

我國(guó)快速的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展消耗了大量的能源，使發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)代化過(guò)程中分階段出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題集中出現(xiàn)，尤其是空氣質(zhì)量問(wèn)題已成為目前我國(guó)面臨的重點(diǎn)問(wèn)題之一?！笆晃濉逼陂g我國(guó)281個(gè)地級(jí)及以上空氣質(zhì)量好的城市個(gè)數(shù)占10.67%，差的城市占 75.80%，極差的城市占13.53%［1］。近年來(lái)，隨著大氣污染逐漸向復(fù)合型污染轉(zhuǎn)變，PM2.5和 O3污染加重，灰霾頻發(fā)，能見(jiàn)度降低等現(xiàn)象較為凸顯［2］。公眾的環(huán)保要求不斷提高，國(guó)家也不斷采取多種政策措施來(lái)控制大氣污染，改善環(huán)境空氣質(zhì)量［3-5］。為適應(yīng)新的環(huán)境空氣質(zhì)量控制及規(guī)劃的形勢(shì)，2012年我國(guó)發(fā)布了新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)(以下簡(jiǎn)稱為新標(biāo)準(zhǔn))。

根據(jù)空氣污染特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施狀況以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)的更新情況，我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自1982年制定以來(lái)，先后經(jīng)過(guò)2次修訂和1次修改。目前標(biāo)準(zhǔn)的演變研究較少，且橫向?qū)Ρ妊芯枯^多以我國(guó)舊標(biāo)準(zhǔn)為主，新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后的研究較少［6-9］，并且多是污染物項(xiàng)目和濃度閾值的比較，很少涉及污染物項(xiàng)目設(shè)立的背景、濃度閾值選取依據(jù)等具體內(nèi)容。此外，國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究也很少涉及我國(guó)的新標(biāo)準(zhǔn)［10］。該文對(duì)歷年來(lái)我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的演變和新標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化比較進(jìn)行系統(tǒng)和詳細(xì)的研究，分析了環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的形成歷程、污染物項(xiàng)目和濃度閾值的變化內(nèi)容，對(duì)我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)、歐盟和日本的現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，分析各標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，以期對(duì)我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)實(shí)施或再修訂提供借鑒和參考。

1 形成背景與歷程

我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的形成、制定、實(shí)施以及發(fā)展與大氣污染狀況的變化形勢(shì)、控制目標(biāo)和國(guó)情相適應(yīng)，并且是與我國(guó)環(huán)境立法與環(huán)境事業(yè)同步發(fā)展的。1972年參加聯(lián)合國(guó)第一次人類環(huán)境會(huì)議標(biāo)志著我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的開(kāi)始，此后國(guó)家開(kāi)始加強(qiáng)環(huán)境立法和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。從1982年發(fā)布第一個(gè)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展和完善，我國(guó)已形成了“兩級(jí)五類”環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系［11］，其中環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的具體形成歷程見(jiàn)表1。

表1 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的形成歷程

2 我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的演變

1982年，制定標(biāo)準(zhǔn)GB 3095—1982時(shí)考慮了大氣污染狀況、污染源排放狀況及監(jiān)測(cè)技術(shù)水平等因素。統(tǒng)計(jì)表明:SO2、CO、NOx和飄塵是當(dāng)時(shí)大氣的主要污染物，且70%的排放量源于燃料的燃燒［17］。為了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌并解決執(zhí)行中存在的問(wèn)題，1996年修訂發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—1996)增加了二氧化氮(NO2)、鉛(Pb)、苯并［a］芘(B［a］P)、氟化物(F)等污染物項(xiàng)目。大氣中NO2的濃度是一氧化氮的2倍，毒性是其5倍［18］?？紤]到其濃度和毒性，標(biāo)準(zhǔn)中增加了NO2項(xiàng)目。光化學(xué)氧化劑(Ox)修改為臭氧(O3)是因?yàn)榭傃趸瘎┲蠴3濃度相對(duì)含量最大，約占90%以上。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也趨向于使用更具體的O3作為污染物項(xiàng)目，且當(dāng)時(shí)我國(guó)測(cè)定O3的分析方法也已健全。另外，為了表達(dá)更加專業(yè)和國(guó)際化，總懸浮微粒更名為總懸浮顆粒物(TSP)、飄塵更名為可吸入顆粒物(PM10)［18］。

2012年，新標(biāo)準(zhǔn)增加備受關(guān)注的 PM2.5污染物項(xiàng)目，PM2.5為灰霾天氣的主要污染物［19］。此外，新標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)了2000年GB 3095—1996的修訂單中刪除的 NOx污染物項(xiàng)目［20］。在環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的演變過(guò)程中，氮氧化物項(xiàng)目的刪除或者添加都有一定的理由，這次恢復(fù)主要考慮到我國(guó)部分地區(qū)NOx污染仍較為嚴(yán)重，且NO2監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)結(jié)果不能準(zhǔn)確反映 NOx的真實(shí)污染狀況［21］。針對(duì)空氣中重金屬鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)和六價(jià)鉻［Cr(VI)］，新標(biāo)準(zhǔn)以附錄形式給出參考標(biāo)準(zhǔn)，推薦制定地方標(biāo)準(zhǔn)。氟化物在我國(guó)屬于局地大氣污染物，是包頭等地區(qū)的特征污染物，沒(méi)有制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的必要性，因此調(diào)整為參考項(xiàng)目［22］。至此，我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所涉及的污染物項(xiàng)目達(dá)15項(xiàng)，包括6項(xiàng)全國(guó)實(shí)施的基本項(xiàng)目、4項(xiàng)國(guó)家指定區(qū)域?qū)嵤┑钠渌?xiàng)目和5項(xiàng)參考項(xiàng)目，參見(jiàn)表2。

表2 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的污染物項(xiàng)目

我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)特點(diǎn)是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量功能分區(qū)制定各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值［23］。不同等級(jí)的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度閾值列于表3。環(huán)境空氣中污染物劑量與效應(yīng)的關(guān)系，是大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)各級(jí)濃度閾值確定的核心依據(jù)［24］。其中，GB 3095—1982的背景濃度參照了聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署推薦的“大氣中污染物的天然來(lái)源和背景濃度”和我國(guó)12個(gè)城市調(diào)查所獲得的清潔對(duì)照區(qū)的最低濃度值。GB 3095—1996參考了污染物對(duì)人體健康、動(dòng)植物危害的研究資料和流行病學(xué)調(diào)查資料。另外，最終標(biāo)準(zhǔn)值的確定會(huì)考慮到我國(guó)相關(guān)污染物排放控制技術(shù)、經(jīng)濟(jì)能力以及達(dá)標(biāo)可行性等因素［18］。新標(biāo)準(zhǔn)的修訂除了依據(jù)國(guó)際上最新的環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)和新的科學(xué)證據(jù)外，程序上增加了9個(gè)環(huán)節(jié)，增加了標(biāo)準(zhǔn)修訂的科學(xué)性和合理性［25］。

表3 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的濃度閾值

標(biāo)準(zhǔn)形式而言，GB 3095—1982中的“任何一次”的取值形式所代表的時(shí)間周期不確定，概念較為模糊，以后的標(biāo)準(zhǔn)中不再使用。GB 3095—2012取消了作為過(guò)渡性管理標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，新標(biāo)準(zhǔn)還增設(shè)臭氧的日最大8 h平均濃度限值。

顆粒物標(biāo)準(zhǔn)濃度閾值的確定，最初是根據(jù)“限閾”模型確定。新標(biāo)準(zhǔn)PM10的標(biāo)準(zhǔn)采取PM10與 PM2.5存在的比例關(guān)系確定［20］。其中，PM2.5的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為WHO過(guò)渡期目標(biāo)1的濃度，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為過(guò)渡期目標(biāo)3的濃度，初步與國(guó)際接軌，符合目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求［26-27］。SO2的日均濃度限值一直沿用了1982年的標(biāo)準(zhǔn)，1996年增加小時(shí)平均濃度限值。根據(jù)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究，長(zhǎng)期暴露于SO2質(zhì)量濃度為100～250 μg/m3的空氣中，兒童呼吸道疾病發(fā)病率會(huì)增加［22］。CO標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)限值和二級(jí)限值相同，且一直嚴(yán)于WHO的準(zhǔn)則值，修訂中沒(méi)有調(diào)整。NO2的標(biāo)準(zhǔn)在演變過(guò)程中變化較大，其濃度閾值變化可參見(jiàn)圖1。新標(biāo)準(zhǔn)中 NOx的限值是按照 NO2在 NOx中80%的比例制定的。GB 3095—2012中鉛的季平均質(zhì)量濃度由1.5 μg/m3調(diào)整為1 μg/m3，年平均質(zhì)量濃度限值由1 μg/m3調(diào)整為0.5 μg/m3，苯并芘的24 h濃度限值由0.01 μg/m3調(diào)整為0.002 5 μg/m3。汞、鎘、砷的參考限值是依據(jù)歐盟的標(biāo)準(zhǔn)制定的，六價(jià)鉻的參考限值是依據(jù)WHO的健康風(fēng)險(xiǎn)-濃度關(guān)系和10－6可接受風(fēng)險(xiǎn)水平確定的［20］。

圖1 NO2空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度閾值變化情況

3 與典型國(guó)家或組織標(biāo)準(zhǔn)的比較

我國(guó)與典型國(guó)家和組織現(xiàn)行的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的污染物項(xiàng)目列于表4。PM2.5已經(jīng)成為共同控制的污染物之一。歐盟和日本的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的污染物項(xiàng)目相對(duì)較為全面，都有苯的標(biāo)準(zhǔn)。歐盟還將As、Cd、Ni等重金屬納入標(biāo)準(zhǔn)［28］。日本標(biāo)準(zhǔn)中還有三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)、二氯甲烷(CH2Cl2)、二口惡英類(Dioxins)等污染物項(xiàng)目［29］。我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)保留TSP項(xiàng)目是因?yàn)榻鼛啄甑目諝赓|(zhì)量狀況報(bào)告顯示，西北地區(qū)總懸浮顆粒物污染仍較重，且城市揚(yáng)塵污染仍未改善［30］。美國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的Pb是環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的因子［31］。

表4 典型國(guó)家或組織環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本污染物項(xiàng)目的比較

一般而言，人、動(dòng)物等受體接觸到的是空氣中的多種污染物。各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)暫時(shí)還沒(méi)有關(guān)于多項(xiàng)污染物的規(guī)定，但近幾年國(guó)際上開(kāi)始加強(qiáng)空氣多污染物污染的標(biāo)準(zhǔn)研究。2008年，美國(guó)環(huán)保局發(fā)布多污染物空氣質(zhì)量管理的技術(shù)概念及相關(guān)案例的研究報(bào)告［32］。此外，多污染物環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定、多種空氣污染物健康效應(yīng)的評(píng)估以及實(shí)施多污染物空氣質(zhì)量管理的策略等領(lǐng)域都進(jìn)行了有益的探索和研究［33］。

表5比較了典型國(guó)家或組織環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中主要污染物項(xiàng)目的濃度閾值。美國(guó)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為初級(jí)和次級(jí)，濃度閾值對(duì)比中選取美國(guó)的初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［31］。歐盟《環(huán)境空氣質(zhì)量指令》只為28個(gè)成員國(guó)制定污染物的限定值和目標(biāo)值。限定值為強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)值為最后期限內(nèi)的選擇執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)［28］。對(duì)比選取歐盟指令中的限定值。日本的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包含了懸浮顆粒物(SPM)，在此選取與我國(guó)的 TSP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較［29］。為了方便濃度閾值的比較，單位統(tǒng)一換算為質(zhì)量濃度(μg/m3)。

表5 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中主要污染物項(xiàng)目濃度閾值的對(duì)比 μg/m3

從表5可知，我國(guó)以人體健康為保護(hù)對(duì)象的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與世界衛(wèi)生組織的指導(dǎo)值相差較遠(yuǎn)。PM2.5、PM10和O3的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為 WHO過(guò)渡時(shí)期1的目標(biāo)值［27］。我國(guó)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相差不大。2013年美國(guó) PM2.5的初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，年均值調(diào)整為12 μg/m3，為目前最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與歐盟的空氣質(zhì)量指標(biāo)相比較寬松。如歐盟PM2.5的日均值比我國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。日本的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中SPM的日均值標(biāo)準(zhǔn)顯然比我國(guó)TSP的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格;PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相同。

就標(biāo)準(zhǔn)形式而言，WHO給出了SO2的10 min平均濃度限值，涉及運(yùn)動(dòng)性哮喘的對(duì)照研究表明，短至10 min的SO2暴露就會(huì)誘發(fā)一定程度的肺功能和呼吸道癥狀的改變［27］。美國(guó) SO2的次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了3 h濃度限值，注重短期的質(zhì)量濃度控制。考慮到天氣因素和突發(fā)事件的影響，美國(guó)和歐盟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了允許的超標(biāo)次數(shù)。美國(guó)針對(duì)NO2和 SO2的1 h平均濃度限值及 PM2.5的24 h濃度限值，提出以每天最大時(shí)均值的98%的3年平均值作為判斷是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)保留臭氧的1 h濃度限值，研究表明，我國(guó)一些地區(qū)O3的濃度水平較高，污染存在加重趨勢(shì)［26］。日本標(biāo)準(zhǔn)中將光化學(xué)氧化劑作為一個(gè)污染物項(xiàng)目，其1 h濃度限值比我國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，但是沒(méi)有臭氧日最大8 h濃度限值。另外，美國(guó)和歐盟環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)修改的頻次較高，美國(guó)自1971年制定以來(lái)，先后修訂11次。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)缺乏固定的評(píng)估修訂機(jī)制，以及標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)期限要求。

4 結(jié)論

我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展演變，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、污染狀況的改變和監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步、公眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)等因素，標(biāo)準(zhǔn)的污染物項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)形式、濃度閾值等隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)而不斷更新。標(biāo)準(zhǔn)修訂的依據(jù)和程序更加科學(xué)和完善。與其他國(guó)家或組織的標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)GB 3095—2012還有需要完善的地方。其他標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的污染物(如苯、二口惡英、揮發(fā)性有機(jī)物等)暫時(shí)未納入標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)缺乏固定的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估修訂機(jī)制，而發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)(如美國(guó)、歐盟和日本)都建立了完善的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理體系，在環(huán)境空氣質(zhì)量改善方面已經(jīng)取得一定成效?？傮w來(lái)說(shuō)，新標(biāo)準(zhǔn)更加突出保護(hù)人體健康的首要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行中的法律效力，其制定和實(shí)施有助于在新的國(guó)情下，進(jìn)一步完善我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的管理體系。今后在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與監(jiān)管方面需要進(jìn)一步借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)改善我國(guó)的環(huán)境空氣質(zhì)量，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾。

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［5］國(guó)務(wù)院辦公廳.國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知［EB/OL］.(2013-09-12)［2013-10-16］.http://zfs.mep.gov.cn/fg/gwyw/201309/t20130912_260045.htm.

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