南方周末記者 劉佳
為治理臭氧污染,減少VOCs排放,全國多地實施“夜間加油”。2020年7月26日晚,南通市區(qū)一加油站工作人員在寫有“夜間加油實惠多、踐行環(huán)?!弊謽拥男麄靼迮詾檐囕v加油?! C?Photo ?圖
★“你們是不是對自己要求太高了,藍天白云還告訴我是輕度污染?”
更令人憂心的是,臭氧與PM2.5協(xié)同的健康影響,是1+1>2。
治理臭氧和PM2.5“一體兩面,同根同源”。
這個夏天,一場狙擊戰(zhàn)在各地悄然打響。
2020年7月1日凌晨,江蘇如皋,一輛白色移動監(jiān)測車行駛到磨頭鎮(zhèn)鄧高西路附近,監(jiān)測屏幕上的曲線突然提示異常。
導致異常的是一類叫做揮發(fā)性有機物(VOCs)的物質,它們是大氣污染物PM2.5和臭氧的前體物之一。常見的VOCs有甲苯、二甲苯等,包括人為源和天然源,人為源來自汽車制造、印刷、涂料、加油站等行業(yè),天然源則來自植物釋放等。
這些年,中國PM2.5得到了有效控制,藍天變多,聯(lián)合國曾評價“中國空氣治理是可借鑒的范本”。但相當一部分城市陷入藍天下的新困局。“在天為佛,在地成魔”,臭氧在高空中是“保護傘”,可以阻擋紫外線對地表生物的傷害,近地面的高濃度臭氧污染則會對人體造成危害。
臭氧攻堅戰(zhàn)中,首要攻克的碉堡就是人為源的VOCs。作為眾多攻堅手段中的重要一環(huán),《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》于7月1日起實施。
如皋生態(tài)環(huán)境局的執(zhí)法人員通過排查,在當日凌晨開出一張7萬元罰單,也可能是新標準實施后的全國首張罰單。
南方周末記者注意到,7月1日以來,已有杭州、太原等城市開了罰單,金額在2萬元-20萬元不等?!伴_罰”,這只是臭氧攻堅戰(zhàn)的開始。
健康危害:臭氧+PM2.5,1+1>2
“夏季臭氧、秋冬季PM 是擋在我們面前的‘兩座大山?!鄙鷳B(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司司長柏仇勇在一次新聞發(fā)布會上形容。
按時間排序,京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原會在6-7月“淪陷”,長三角地區(qū)6-9月為污染最重月份,珠三角地區(qū)污染最重則在9月至11月。
這其中,京津冀及周邊地區(qū)、蘇皖魯豫交界地區(qū)為臭氧污染相對更嚴重的區(qū)域。少雨、光照條件更好,高溫低濕有利于臭氧的形成,“更核心的原因是,這些地區(qū)的整體排放物排放強度更大?!鄙鷳B(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院大氣所所長雷宇分析。
放眼全球,臭氧污染并不是新問題。
1943年,美國洛杉磯發(fā)生光化學污染煙霧事件。而臭氧作為始作俑者之一,之后就已被科學家識別。
在中國,1974年夏天,蘭州西固石油化工區(qū)的民眾出現了眼睛刺激、流淚、惡心、頭暈等癥狀。北京大學牽頭的聯(lián)合研究團隊發(fā)現,蘭州空氣中臭氧污染嚴重,與同時代美國和日本重災區(qū)相當。
事實上,暴露在近地面的較高濃度臭氧污染中,人體大部分系統(tǒng)都可能受到“攻擊”?!斑@種攻擊分為急性和慢性,假設你在一個紫外線強烈的夏天走到一個交通繁忙的十字路口,臭氧濃度會處于一個較高的污染水平,你的眼結膜、上呼吸道黏膜會首先受到刺激,這個過程非???。其次是呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等等的慢性影響?!北本┐髮W公共衛(wèi)生學院教授鄧芙蓉告訴南方周末記者。
雖然目前尚無證據證實臭氧本身在人體內累積,但長期的臭氧暴露會對人體造成一定程度的功能損害蓄積效應,比如肺功能損傷或呼吸道炎癥。更令人憂心的是,臭氧與PM2.5協(xié)同的健康影響,是1+1>2。鄧芙蓉團隊實驗發(fā)現,同樣的顆粒物濃度,臭氧更高的環(huán)境中,顆粒物對人體危害也會增加。
臭氧濃度達到多少會對人體造成危害? 至今沒有準確答案。中國目前執(zhí)行的臭氧二級標準限值為160微克/立方米,與世衛(wèi)組織一致,也接近美國。不過,學界對特定群體進行臭氧健康危害研究時發(fā)現,現行的臭氧標準可能“過于樂觀”。
鄧芙蓉團隊研究顯示,即便臭氧濃度平均17微克/立方米,依然可以觀察到臭氧對兒童健康的短期危害,包括肺功能下降、呼吸道炎癥增加等。
不過,臭氧濃度影響人體健康的臨界值是否需要進一步改變,個案的研究只能作為參考,“限值需要基于大量的流行病學和毒理學數據研究,也要考慮現實因素,如經濟、技術的可行性。”鄧芙蓉分析。
臭氧治理:優(yōu)良天數考核帶來的壓力
PM2.5是“看得見的污染”,臭氧污染則相對隱蔽。北京大學環(huán)境科學與工程學院教授陸克定記得,他在地方調研時曾經碰到這樣的問題,“你們是不是對自己要求太高了,藍天白云還告訴我是輕度污染?”
2013年出臺的《大氣污染防治行動計劃》瞄準PM2.5,在形成機理、來源解析等研究層面不乏對臭氧的部署。之后,臭氧和PM2.5的距離不斷拉大?!俺粞跷廴緵]有什么爆發(fā)式的節(jié)點讓人關注到?!标懣硕ǚ治?。
真正的壓力來自優(yōu)良天數考核?!癙M2.5濃度降下來的正效應,被臭氧濃度上升的負效應給吃掉了?!崩子罘治?,這對決策層沖擊比較大。
“十三五”規(guī)劃對大氣環(huán)境設定了兩個約束性指標,PM2.5濃度和優(yōu)良天數,雖沒有明確提到臭氧,但臭氧一旦超標,優(yōu)良天數就要減少,優(yōu)良天數比例和地方政府政績考核掛鉤,完不成會被追責。
從地方到全國,狙擊臭氧的戰(zhàn)役,依次打響。
在率先實現PM2.5達標的珠三角,2017年,原廣東環(huán)保廳開始臭氧污染防治專項行動,這是廣東第一次將臭氧單拎出來專項治理,在全國開了先河。廣東省環(huán)境廳總工蔣宏奇將之視為珠三角真正開始重視臭氧防治的標志。
在長三角,蘇州市生態(tài)環(huán)境局大氣處四級主任科員吳高鵬記得,2017年,臭氧超標天數第一次超過PM2.5。
同在江蘇的徐州睢寧縣,四通八達,集中了2500多家家具企業(yè),沙集鎮(zhèn)曾獲“中國淘寶鎮(zhèn)”等稱號。
不過,這讓睢寧縣環(huán)境局局長孫超遠頭疼。2017年,孫超遠從鄉(xiāng)鎮(zhèn)調到縣環(huán)境局,第一年就收到了上百件投訴信訪件,“都是關于家具行業(yè)的,油漆味重、擾民?!睂O超遠回憶,這些家具企業(yè)大多是十人左右的小作坊,“前店后廠”的粗放式生產,露天噴漆是常態(tài)。
2018年,在關閉一批“散亂污”、取締了一批企業(yè)的噴漆工藝后,睢寧把確實有噴漆需求的450多家小微企業(yè)集中到一起,建立了5家集中噴涂中心,另有16家自行安裝了污染處理設施。
因PM2.5濃度下降被網友曬圖空氣好“可以看見雪山”的成都,從2016年開始,多次邀請專家“支招”,分析成都臭氧污染成因和對策。
臭氧不再是局地的污染。中國環(huán)境監(jiān)測總站的數據顯示,2019年,全國以臭氧和PM2.5為首要污染物的超標天數分別為41.7%和45%,二者“并駕齊驅”。進入2020年,臭氧攻堅從各地自發(fā)上升到全國行動,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《2020年揮發(fā)性有機物治理攻堅方案》中,共有95個城市開展了行動。
鎖定VOCs
大氣污染治理的深水區(qū),臭氧和PM2.5面臨著共同的難題。
PM2.5包括一次和二次組分,一次組分泛指粉塵、揚塵等,這些年來降幅顯著。二次組分治理較難。而臭氧的來源,主要是二次生成。
治理臭氧和PM2.5“一體兩面,同根同源”。2020年8月3日,在中國環(huán)境科學學會臭氧污染控制專業(yè)委員會發(fā)布的《中國大氣臭氧污染防治藍皮書》(征求意見稿)中,這句話被提及多遍。
大氣污染間復雜的化學反應,科研上已有共識。臭氧污染主要是由NOx和VOCs這兩種前體物在高溫光照下反應生成的。如果把臭氧生成比做一團熊熊燃燒的火焰,NOx即是下面的干柴,VOCs即是促使火焰燃燒的燃料。
但臭氧濃度與前二者的濃度呈非線性關系,大氣化學中經典的EKMA曲線顯示,一個地區(qū)的臭氧污染程度主要由VOCs決定,就被稱作VOCs控制區(qū),反之為NOx控制區(qū)。在VOCs控制區(qū),VOCs濃度保持不變,NOx濃度下降時,臭氧濃度反而上升。
疫情讓這項經典理論在現實中呈現。2020年上半年,機動車、工業(yè)源排放大幅減少時,PM2.5濃度下降,但二次組分的占比在上升,局部地區(qū)的臭氧濃度也升高了。
不過,陸克定強調,控制區(qū)是個相對的概念。同一個地點,早上可能是VOCs控制區(qū),下午就變成了NOx控制區(qū)。
中國NOx已經形成了相對成熟的減排路徑,而VOCs的來源“成千上萬”,相對分散,治理相對是短板,急需“重點狙擊”。
雷宇分析,過去幾年,對VOCs的認識和治理是逐步遞進的。長遠看,VOCs和NOx的協(xié)同減排是“無悔的選擇”。
2017年《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》明確了VOCs控制重點;2019年出臺的《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合治理方案》進一步梳理了措施;2020年推出的攻堅方案則從技術層面、監(jiān)管手段上去支撐?!叭绻f此前是點狀的城市探索,那么現在已經進入綜合的國家治理階段?!崩子钫f。
盯緊無組織排放
VOCs是典型的無組織排放氣體——不經過排氣口,從窗戶縫、門縫跑掉。
“有組織排放監(jiān)管主要取決于企業(yè)的硬件,無組織排放監(jiān)管,考驗的是執(zhí)法人員的本事。”北京某生態(tài)環(huán)境局執(zhí)法人員告訴南方周末記者,SO2等污染物無組織排放只在燃燒環(huán)節(jié)后產生,而VOCs的易揮發(fā)特征,決定了排放的末端(管道接口縫隙、窗縫、門縫等)非常多,“檢查起來,既需要熟悉每一類涉VOCs企業(yè)的生產工藝,還得懂設備結構”。
2020年7月1日實施的《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》是重要抓手,規(guī)定涉VOCs的生產使用工藝必須在密閉空間內進行,無組織排放監(jiān)控的重點環(huán)節(jié),包括存儲、轉移和輸送、設備與管線組件泄漏等多個重點環(huán)節(jié)。
VOCs的高揮發(fā)性給監(jiān)測和執(zhí)法的時效帶來挑戰(zhàn)。監(jiān)測到異常,需要執(zhí)法人員馬上出動?!白吆杰嚕ㄒ环N移動的環(huán)境監(jiān)測車)在市區(qū)和重點工業(yè)園區(qū)巡查,發(fā)現哪里濃度超標,就會啟動聯(lián)動機制,及時通報屬地排查原因。”吳高鵬介紹,聯(lián)動有個重污染天氣響應微信群,群里有地方政府領導和各地生態(tài)環(huán)境部門分管領導,會對查出的原因快速反饋,每天群里還會發(fā)當天的日報,介紹當天發(fā)現的重要問題、臭氧濃度相對較高的區(qū)域。
2020年打響的VOCs攻堅戰(zhàn)主要瞄準了石化等重點等行業(yè)。“這些行業(yè)特征鮮明,像石化行業(yè),各個環(huán)節(jié)有其適宜的削減VOCs排放的技術方法,而工業(yè)涂裝和包裝印刷,可以通過最核心原料的替代實現減排,路徑清晰?!崩子罘治?,這些都是以前氮氧化物、SO2治理中沒有的方法。
和此前的執(zhí)法不同的是,這一輪狙擊戰(zhàn)中,“幫扶”成為關鍵詞。7月之后,生態(tài)環(huán)境部派出168個工作組到58個VOCs排放量大、臭氧污染壓力重的城市進行強化監(jiān)督幫扶。
幫扶層層下沉。蘇皖魯豫成為國家大氣污染治理的重點區(qū)域后,江蘇省生態(tài)環(huán)境廳生態(tài)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督局主任科員黃忠泉介紹,江蘇把重點放在了徐州、宿遷等蘇北工業(yè)重地。7月1日后,江蘇省環(huán)保廳調集了南通、淮安等地的執(zhí)法能手,到徐州監(jiān)督幫扶了一周。
除了工業(yè)企業(yè),VOCs的生活源排放眾多,包括汽油、油漆等。廣東、江蘇、山東等多省已經出臺了鼓勵夜間加油的方案,以江蘇為例,晚8點至早6點在全省城區(qū)指定加油站加油可享受夜間2%的優(yōu)惠,夜間加油還可以免費洗車。
邊狙擊邊摸家底
兩個月前,第二次全國污染源普查公報公布了全國VOCs總排放量,但數據的前提是“對部分行業(yè)和領域揮發(fā)性有機物進行了嘗試性調查”。狙擊VOCs,更大的困難還在于底數不清、經驗缺乏。
在臭氧污染防治這場戰(zhàn)爭中,成渝和珠三角、長三角地區(qū)是公認的排頭兵,他們也在邊狙擊邊摸家底。
針對涉VOCs的企業(yè),蘇州從2016年開始建立VOCs污染源清單并持續(xù)更新,已有超過一萬家企業(yè)納入清單庫。從2020年5月底開始,蘇州邀請專家團隊走訪清單中的重點企業(yè),目前已有一百多家企業(yè)獲得了“一廠一策”的建議或實現自主減排。
“了解了有多少家企業(yè),還得知道哪些企業(yè)排放影響大,有針對性地治理?!眳歉啭i介紹,蘇州還邀請了來自生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、北京大學的專家團隊對VOCs進行源解析,分析背后復雜的物質組分到底有哪些。
成都召集260多名“環(huán)保醫(yī)生”志愿者,給4600多家涉VOCs的小微企業(yè)做“義診”。每人分配10到20家企業(yè),帶便攜式監(jiān)測儀和“體檢單”上門,“問診”內容包括廢氣產生點、廢氣收集系統(tǒng)、配套末端治理設施運行狀況等。
成都市生態(tài)環(huán)境局大氣處處長劉智介紹,問診后,會生成電子版的“體檢單”和建議?!绑w檢”結束后,專家還會對體檢質量進行評估。此外,在電話回訪中獲得好評多的志愿者有機會納入成都市環(huán)保工程專家?guī)臁?/p>
2020年6月,廣東省科技廳發(fā)布的科研項目申報指南中,有兩個直接關乎臭氧,可看出科研攻關最迫切的需求所在。一是“工業(yè)園區(qū)VOCs精準在線監(jiān)測預警溯源系統(tǒng)研發(fā)與應用示范”,另一個是“臭氧污染快速預警及精準應對關鍵技術研發(fā)及應用示范”。
華南理工大學教授袁自冰認為,“快速預警及精準應對”正是動態(tài)治理的體現。在理想狀態(tài)下,一旦某地出現臭氧超標事件,臭氧監(jiān)測平臺能做到快速預報、分析、診斷、識別臭氧在該條件下的形成機理,同時給到政府一攬子的“工具包”,政府按照工具包給出的模板制定防控策略,便能做到快速而精準的應對?!澳壳霸趯嵅僦校€達不到這樣的控制水平。”
臭氧的治理至今在全球范圍內仍然缺乏最佳路徑和一鍵復制的經驗。此前,日本、美國都曾走過彎路。
21世紀初,日本開始控制機動車減少NOx排放,但臭氧指標不降反升。直到大力削減30%的VOCs排放總量,臭氧濃度才大幅下降。而在美國,加州控制人為源VOCs的成功經驗,并不能復制到佛羅里達、休斯敦和亞特蘭大。因為這些地方的植被覆蓋條件好,VOCs的天然源更多,減排遭遇瓶頸,只能轉過頭去控制NOx。
如果把臭氧污染防治比作一場戰(zhàn)爭,雷宇認為,國家層面綜合治理,更關注宏觀布局,幾大戰(zhàn)役在哪打、怎么打,而到了各個城市,需要關注對面有幾個碉堡、幾桿槍、多少門炮這些敵情細節(jié)信息,“從國家層面,不能說等到把細節(jié)全部摸清楚再打仗。針對一些重點的行業(yè)和環(huán)節(jié),邊打邊摸索,把打法找出來,再舉一反三?!?/p>
(南方周末記者楊凱奇亦有貢獻)