于茗騫

2020年9月，天氣晴好，攝影愛好者在故宮角樓附近取景拍攝。在PM2.5濃度下降的同時，藍天下的污染——臭氧日漸引發(fā)重視。

新華社?圖

萬變不離其宗，做好兩個協(xié)同——區(qū)域協(xié)同治理和前體污染物的協(xié)同減排是全球治理臭氧的關鍵。

在臭氧污染水平最高的日子，臭氧往往主要由當?shù)嘏欧盼锂a(chǎn)生，運輸?shù)某粞鮾H占很小比例。

秋高氣爽，空氣中也依然隱藏著污染。

根據(jù)全國空氣質量預報會商結果，2020年9月上半月，全國大部地區(qū)空氣質量以良至輕度污染為主，局地可能出現(xiàn)中

度污染，首要污染物為臭氧或顆粒物。長三角、蘇皖魯豫和華南局地可能出現(xiàn)臭氧輕度至中度污染過程。

放眼全球，臭氧污染不是新問題。

1943年，美國洛杉磯光化學污染事件在環(huán)境史上留下了

沉重的一筆。受地形的約束，大氣污染物聚集，在太陽光照射下產(chǎn)生了劇毒的光化學煙霧，臭氧濃度顯著升高。1970年夏季，紐約、洛杉磯、東京、米蘭和布宜諾斯艾利斯五大城市幾乎同時遭受光化學煙霧的襲擊。

臭氧問題在2020年的夏天被多個媒體報道。但亞洲清潔空氣中心空氣質量項目經(jīng)理萬薇提到，臭氧污染在全球都難短期解決。受各地氣象、地形及政策影響，“每個國家都不一樣，每個城市，同一個城市不同的季節(jié)，在不同的氣象外部條件下機理都不一樣。沒有一套簡單的通用方案。”

但萬變不離其宗，做好兩個協(xié)同——區(qū)域協(xié)同治理和前體污染物的協(xié)同減排是全球經(jīng)驗的關鍵。城市要考慮多方因素，識別管轄區(qū)內(nèi)臭氧生成的機理，追蹤污染源，評估減排量，制定中長期的減排規(guī)劃。同時，各個城市難以獨善其身，也要區(qū)域合作。

監(jiān)測五十多種VOCs

得益于污染減排，公眾熟知的PM2.5近年來濃度大幅下降。但治理臭氧不一樣，如果只削減某一項前體物，有可能按下葫蘆浮起瓢，臭氧濃度不降反升。

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助燃劑。

但臭氧濃度與前二者的濃度呈非線性關系，大氣化學中經(jīng)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。

在污染物控制策略上，美國和日本都走過彎路。美國早期以控制VOCs為主，在意識到協(xié)同控制NOx的必要性之后，開始強化電力行業(yè)NOx排放控制。日本1991年出臺政策控制柴油車排放——NOx的重要來源，然而日本控制柴油車之后，臭氧反而升高。

2004年，日本出臺了針對VOCs的對策。日本環(huán)境省也開展了研究，發(fā)現(xiàn)這里面重要原

因是NOx的減排使得空氣中一氧化氮減少，但一氧化氮有滴定作用，沒有這個滴定作用臭氧就會上升。

為更好解析臭氧的來源，為臭氧成因分析提供基礎數(shù)據(jù)，在監(jiān)測手段上各國也逐步發(fā)展出一系列技術和平臺。

洛杉磯光化學污染事件之后，美國政府制定了一系列大氣污染防治法律，1970年頒布《清潔空氣法案》。在這之后東海岸的空氣污染問題也開始變得嚴重，很多地方遲遲不能達標，受其他區(qū)域影響很大。1990年美國修訂這一法案，專門對臭氧提出了監(jiān)管要求。這一法案要求各地加強對臭氧，及其前體物氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的聯(lián)合監(jiān)測。

同時，這一修訂要求臭氧未達標級別為嚴重（serious），非常嚴重（severe）或極端(ex-treme)的地區(qū)建立光化學評估監(jiān)測站（PAMS），作為州實施計劃?。⊿tate Implementation Plan，SIP）的一部分。

據(jù)萬薇介紹，與傳統(tǒng)監(jiān)測站相比，光化學評估監(jiān)測站更注重前體物的監(jiān)測以及前體物在該區(qū)域的特征和比例。PAMS項目新增了大量有價值的環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括NOx和五十多種VOCs，氣象參數(shù)也是PAMS項目的監(jiān)測指標。

區(qū)域聯(lián)動

除了受到多種因素影響的光化學反應外，跨區(qū)域的傳輸也使得臭氧治理難以尋到“根源”。萬薇談到，“都在排放的時候，高濃度區(qū)可能是城區(qū)，排放停了之后，經(jīng)過一段時間的傳輸反應，高濃度區(qū)可能會出現(xiàn)在下風向。經(jīng)過前面的排放后，次日，鄉(xiāng)村有時比城市更嚴重?！?/p>

歐洲的臭氧污染聯(lián)合防治歷程始于1970年代，由于汽車保有量大幅度提升，德國、荷蘭等國的一些大城市受汽車尾氣影響相繼發(fā)生光化學煙霧事件。聯(lián)合行動從彼時開始，1979年，34個歐共體成員國簽訂了《遠距離越境空氣污染公約》（LRTAP），聯(lián)合開展前體物減排。

多年來，為減少州與州之間的空氣污染運輸，尤其是上風向對下風向的影響，美國直接適用于臭氧的規(guī)則有兩個：一是1990年代后期的NOx的州實施計劃（SIP）；二是2015年的跨州空氣污染規(guī)則（CSAPR），進一步擴大管控范圍。

美國《清潔空氣法案》要求各州、地方和聯(lián)邦政府合作。亞洲清潔空氣中心一份報告指出，為了促成各州減排行動的開展，美國采取行政命令和市場機制結合的方式。一方面，國家層面對州執(zhí)行計劃的制定、實施和達標提出明確要求，對不能達到要求的州，美國環(huán)保局可以介入甚至強制執(zhí)行聯(lián)邦計劃，凍結大排放項目的建設，中斷高速公路建設款項，設計更加嚴格的準入機制等。另一方面，允許各州靈活開展達標措施組合，通過排污交易市場來選擇成本最優(yōu)、效果最好的減排方式，從而降低企業(yè)減排成本和州達標成本。

以加州為例，EPA西南區(qū)域發(fā)言人Mike Alpern回復南方周末，在過去的幾十年中，加州的空氣質量已有顯著改善，但是仍然存在重大挑戰(zhàn)。在與各州、地方及政府聯(lián)合治理空氣污染問題的過程中，各方的職責作用取決于空氣污染的性質和程度。就治理加州污染問題，EPA加州空氣資源委員會（CARB）和地方的空氣管理局均參與其中，密切合作，共同制定和開展州實施計劃(SIP）。

這些計劃是由各州針對不符合標準的區(qū)域制定的，包括達標所需的許可規(guī)則，控制措施和

技術文件。EPA會對這些計劃進行審查，以確保符合《清潔空氣法案》的要求。獲得批準時，控制措施和規(guī)則可由政府強制執(zhí)行，附加于州強制執(zhí)行的措施之上。

同時，為了推動清潔空氣技術，通過諸如西海岸合作組織（West Coast Collaborative）這種公私合作伙伴關系，與州立機構和商業(yè)部門合作，以減少美國西海岸的柴油污染。EPA的資金與其他公共和私人合作伙伴的資金相匹配以資助項目的開展。州和地方大氣機構也會調(diào)配相應資源用來開發(fā)和部署更清潔的燃燒技術。

全球監(jiān)測數(shù)據(jù)庫

空氣的傳播沒有國界。臭氧可以在上風國家或大陸上產(chǎn)生，也可以在從一個國家到另一個國家的運輸過程中，由前體物產(chǎn)生。除此之外，還有從平流層轉移到對流層的臭氧、閃電、山火等自然或人為因素引起的光化學反應產(chǎn)生的　NOx　和VOCs。

有一群科學家從全球尺度追蹤臭氧的變幻。

自2014年起，國際全球大氣化學計劃（IGAC）科學家發(fā)起“對流層臭氧評估報告項目”（TOAR：TroposphericOzone As-sessment Report），旨在對全球范圍內(nèi)對流層臭氧狀態(tài)作出系統(tǒng)評估。參與這一項目的科學家超過200人，來自35個不同的國家，其中也有中國的學者。

這一項目的總負責人Ow-en Cooper教授表示，第一階段是2014-2020年，最重要結果是建立了世界上最大的地表臭氧監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。這也是第一次可以同時分析所有可用的臭氧觀測值。

使用這一數(shù)據(jù)庫可以查看到既定的的臭氧度量標準，例如世界上所有站點的每日最大8小時平均臭氧值的季節(jié)性平均值，以確定世界上污染最嚴重的地區(qū)并確定臭氧污染的長期變化趨勢。

這一數(shù)據(jù)庫公開可用，全世界的科學家可使用該數(shù)據(jù)庫進行有關臭氧污染的新研究。

Cooper介紹，2020-2024年，TOAR第二階段將擴展數(shù)據(jù)庫，涵蓋更多站點。從2020年底的數(shù)據(jù)開始，將在全球許多站點納入臭氧前體物觀測值。擴展后的數(shù)據(jù)庫便于看到污染熱點在世界范圍內(nèi)如何變化。

利用這些模型是計算出自其他區(qū)域的臭氧量嗎？

對此，Cooper表示，盡管大氣化學模型可以計算從一個區(qū)域轉移到另一個區(qū)域的臭氧量，但這只是一個估計值，不確定性非常大。

雖然臭氧從一個區(qū)域到另一個區(qū)域的運輸有時會向順風地區(qū)貢獻大量比例，在某些情況下甚至超過50%，但是Cooper認為，在臭氧污染水平最高的日子，臭氧往往主要由當?shù)嘏欧盼锂a(chǎn)生，運輸?shù)某粞鮾H占很小比例。

據(jù)Jaffe，D.A.等人2018年發(fā)表在Elementa- Science of the Anthropocene的文章《美國外來臭氧的科學評估：對空氣質量管理的影響》，一般而言，據(jù)模型估計，影響美國低海拔地區(qū)的外來臭氧的季節(jié)性平均值在20–40ppb之間，在臭氧濃度最高的天數(shù)受外來影響通常較小。

Cooper表示，影響人類健康的大多數(shù)臭氧污染事件都是由本地或區(qū)域性排放的臭氧前體氣體產(chǎn)生的。因此，大多數(shù)臭氧污染事件可以通過控制當?shù)爻鞘械呐欧呕蚋蠓秶鷥?nèi)的多城市區(qū)域共同控制，例如美國東北部或西歐。

（作者為南方周末綠色研究中心研究員）