亚洲清洁空气中心 | 加入收藏
 
当前位置:主页 > 出版物 > 空气知库专栏 >

美国臭氧污染治理“弯路”带来的启示:注重科研的支撑作用,进行协同减排

发布时间:2021-12-13 收藏

(亚洲清洁空气中心 张伟豪 万薇
 

《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》明确,要着力打好臭氧污染防治攻坚战,到2025年,挥发性有机物、氮氧化物排放总量比2020年分别下降10%以上,臭氧浓度增长趋势得到有效遏制,实现细颗粒物和臭氧协同控制。

近年来,我国的臭氧污染问题凸显。“十四五”期间,如何针对不同区域的特征进行前体物 VOCs 和 NOx的精准调控,使臭氧治理逐步实现精细化管理,是我国环境空气质量改善面临的课题之一。

在这样的背景下,回顾美国的臭氧污染控制历程,能够为我国臭氧污染治理工作提供借鉴。美国国家科学院的评估报告指出,美国在1970年-1990年对臭氧污染的治理是失败的,臭氧未达标地区的污染情况并没有改善。后续美国实施了诸多针对臭氧污染生成、传输及影响机制的大型研究项目,并在1990年重塑了臭氧污染控制策略。此后,美国臭氧治理才不断取得积极进展和显著成效。
 

美国初期臭氧污染控制策略因考虑不周未能达到预期效果

1970年-1990年,美国环保局和国会一直在推动将VOCs减排作为实现臭氧达标的主要路径。但是,《清洁空气法案》规定的臭氧达标目标一直没有实现,而且非达标区的数量逐渐增多,这使得VOCs减排策略开始受到质疑。20世纪80年代末, 人们发现之前使用的排放清单有两个重大缺陷:一是显著低估了移动源的VOCs排放,二是未考虑天然源的VOCs排放。

美国国会技术评估办公室的报告也指出,各地方控制本地VOCs排放并不能完全解决全国的臭氧问题,需要新的控制策略,并提出应该在某些未达标地区同时控制本地和上风向传输的NOx。美国国会希望能有研究确定哪些地区可以通过控制NOx排放有效减轻臭氧污染。于是,美国环保局和州政府开始建立各类研究项目,以科学解析臭氧生成和传输问题。
 

充足的科学研究助力美国臭氧治理

1990年的《清洁空气法案》修订案规定,美国环保局和美国国家科学院合作对臭氧前体物在对流层臭氧生成和控制中的作用进行研究。1991年,美国国家科学院建立的国家研究委员会发布报告《城市和区域空气污染中臭氧问题的反思》,对臭氧生成和前体物控制给出了关键结论和建议:在美国城市和农村地区,天然源的VOCs排放叠加人为的NOx排放对臭氧生成有重要作用,需要提升天然源VOCs清单的准确性。在美国众多城区、郊区和农村地区,需要在控制VOCs的同时加强NOx控制。

存在臭氧污染的各州也在1990年前后开始开展研究,比较典型的是美国南部地区氧化剂研究。1988年起,这项研究开始实施,覆盖范围包含南部10个州,近500名研究参与者来自80余个单位。这项研究将大量的科研、财政、社会组织资源整合在一起,协调配合实施科研和评估项目。

这项研究关于城区臭氧生成的主要发现包括:第一,静稳天气下倾向于VOCs敏感。在美国东南部,臭氧浓度最高的情况都发生在静稳条件下,因为其增强了VOCs的敏感性。第二,良好的扩散条件会导致NOx敏感。在正常的平流条件下,城市尾羽层在臭氧浓度最大时是NOx敏感,与静稳天气的VOCs敏感正好相反。第三,城市本底臭氧和尾羽层中的臭氧需要不同的控制措施。城市本底臭氧是光化学反应发生的基础条件,几乎都是NOx敏感。而尾羽层中的臭氧可以是NOx敏感也可以是VOCs敏感。

基于对臭氧生成机理的发现,研究提出,在美国南部的农村地区和类似亚特兰大的城市中心区,与减少人为的VOCs排放相比,减少NOx排放对于降低臭氧浓度更有效。
 

美国经验对于我国臭氧治理的启示

基于美国的臭氧研究经验,笔者认为,我国在“十四五”及更长期的臭氧治理过程中应充分重视科研支撑作用,通过法规或制度设计,保障科学研究在决策程序中的角色与作用,并通过持续组织大型研究计划,汇聚多种资源,涵盖污染生成、传输、暴露及健康影响等基础科学研究,为臭氧治理持续攻关。

美国的教训也提示我们,臭氧污染生成机制复杂,应当规避“统一”策略而倡导差异化、精细化的治理措施。这对科学研究和政策实施都有较高的要求,科学研究的不确定性(如排放清单的完备性和准确性不足)和政策实施的不确定性(如目标不明确、执行力度的偏差)都会影响措施实施效果。所以,需要谨慎选择特定前体物主导的减排策略,重视NOx和VOCs的协同减排。

----------------------------------------------------------------------------------
原文链接:中国环境报

©2022 亚洲清洁空气中心 京ICP备18042162号-2