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，從中吸取經驗和教訓，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度發(fā)生光化學煙霧事件，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，導致相關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清潔空氣法體系下游條例，對電廠鍋爐、相關工業(yè)設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構調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;煤炭在能源消費結構中的比重由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及應用水平得到了快速發(fā)展與改善，結合有力的能源結構調整措施，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。根據美國環(huán)保署的排放清單模型計算結果顯示［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;制定并不斷加嚴顆粒物空氣質量標準(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?？刂企w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)境空氣質量標準》(NAAQS)進行評估與修訂，逐步加嚴顆粒物的質量濃度標準，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年首次設立有關顆粒物的國家環(huán)境空氣質量標準(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歷了從TSP、PM10到PM2.5的歷程，當前以PM2.5的控制為主。自上世紀70年代至今，NAAQS 對顆粒物質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(顆粒物空氣質量標準變化歷程詳見表1)。

表1 美國顆粒物空氣質量標準變化歷程(1971－2012)

2.2 以“州實施計劃”為主要手段，推動區(qū)域空氣質量達標

為推動區(qū)域空氣質量達標治理，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)保署以空氣質量為依據劃定并公布全國范圍內的“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，針對國家空氣質量標準(NAAQS)的定期評估與更新，各州實行空氣質量滾動式達標。即每當新標準頒布后，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等特性，美國聯(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。根據相關統(tǒng)計數據顯示［4］，2002年美國SO2排放量中的67%來自于電力生產，NOx排放量中的22%來自于電力生產。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與排放標準提出了明確嚴格的要求。針對全國范圍內的大部分電廠鍋爐和小部分工業(yè)設施，美國在清潔空氣能見度條例(CAVR)中公布了相應的最佳可用改造技術(BART)，強制要求各類電廠和工業(yè)設施實施技術改造。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。

經過長期嚴格的環(huán)境管制，當前美國電廠最佳可用技術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。根據美國環(huán)保署的相關測算，2011年，全國范圍內的電廠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 控制范圍內的電廠和工業(yè)設施的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向了移動源。根據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的清潔空氣下游條例，對設備制造商、燃油供應商以及使用者均提出了嚴格的技術與行為標準。針對設備制造商，美國聯(lián)邦政府要求其采用最佳可用改造技術(BART)對汽油柴油發(fā)動機等設備進行替換更新，并逐步加嚴顆粒物及其前體物的設備排放標準。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

根據美國環(huán)保署相關測算顯示［3］，包括道路機動車以及其他非道路移動源在內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。根據空氣質量狀況以及區(qū)域功能劃分，美國環(huán)保署在全國范圍內指定了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。同時根據地域和空氣質量，全國范圍內成立了五個民間區(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)域內的顆粒物污染進行整治。考慮到顆粒物長距離傳輸的特性，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，有效推進相關環(huán)境政策的落實，美國聯(lián)邦政府針對政府機構和企業(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

總結美國在治理顆粒物污染過程中的政策經驗與啟示，結合我國顆粒物區(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)實施地方政府責任制，落實減排和達標任務。將顆粒物達標治理作為空氣質量控制的重要環(huán)節(jié)，以責任制的形式將質量達標和減排的任務落實到地方政府，以此為基礎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、排放標準以及總量任務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費和政策支持，在區(qū)域層面上有效推動顆粒物減排和空氣質量改善。

［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．