双城记：旧金山四十年大气污染治理历程对北京治污的启示（下）

文、图/梁英振

双城记：旧金山四十年大气污染治理历程对北京治污的启示（下）

A 40 year tale of two polluted cities（Part 2）

文、图/梁英振

北京和旧金山都是世界知名城市。它们之间有很多相似，如均为经济高度活跃的地区、知名旅游胜地和全球贸易中心；它们之间也存在很多不同，北京的臭氧和细颗粒物污染非常严重，而旧金山的细颗粒物浓度很低。当然，这只是目前的状况对比，旧金山的大气也并非一直都是如此清洁。在上世纪六、七十年代，旧金山地区也曾经历过严重的臭氧和颗粒物污染。但是经过四十多年的不懈努力，通过对污染源采取综合控制措施，旧金山的大气恢复了往日的清洁。以旧金山为鉴，北京的大气质量也有望通过持续的努力得到大的改善。本文主要介绍旧金山在过去几十年为治理大气污染所采取的措施，以期对北京治理大气污染、实现空气质量达标有所启示。同时，这些经验也为中国乃至其它城市治理大气污染提供一些参考。

2、旧金山地区为改善大气质量而采取的措施

2.4 细颗粒物（PM2.5）和臭氧污染的关系

臭氧和PM2.5有一些共性，它们都是污染物在大气中进行化学反应后生成的二次污染物，当然也有部分的PM2.5来自污染源的直接排放（见图七、图八）。臭氧的前体物挥发性有机物和氮氧化物同样也是细颗粒物的前体物。减排挥发性有机物和氮氧化物有助于同时控制臭氧和PM2.5的大气浓度。大气中PM2.5有两类来源：直接排放源和间接源。PM2.5直接排放源包括化石燃料等的燃烧；PM2.5间接来源（作为二次污染物）是挥发性有机物、氮氧化物、氨和二氧化硫等的光化学反应。图九展示的是旧金山地区1999到2010年间PM2.5污染状况，纵坐标显示的是每年PM2.5超标的天数（PM2.5浓度日均值标准为35微克每立方米）。和臭氧超标天数的年际变化一样，PM2.5的超标状况也受气象条件的影响。在这十年间，也采取了大量措施削减PM2.5的直接排放和其前体物的排放。图中的蓝色曲线显示过去十年内PM2.5超标天数的变化趋势，从中可以看出大气质量的好转状况。

图七、 PM2.5的直接排放源

图八、PM2.5的二次排放源（大气中通过物理化学过程产生的细颗粒物）

图九、旧金山地区1999-2010年PM2.5超标状况

美国PM2.5（联邦）标准是在1997年制定的。虽然旧金山地区从1999年才正式开始监测PM2.5，但是很早就对PM10进行了监测，比如旧金山在1961年就开始有了颗粒物监测数据，虽然这些数据零散，但是从一个方面说明了五十年前旧金山地区的颗粒物污染状况。旧金山最严重的PM2.5超标现象发生在2000年冬天。图十给出了当年PM2.5超标天数的月分布状况，可以发现臭氧每年的超标现象通常都发生在七到九月份，而PM2.5的超标往往发生在十一月到来年二月份。在旧金山，三月到十月份这八个月期间鲜有PM2.5超标现象发生。

而最近发生在北京的PM2.5严重污染事件就是在2013年的一月和二月。2012年的冬季，北京发生了非常严重的灰霾污染事件。之后，污染状况逐渐转好。2013年的冬季，大气污染状况将会如何我们不得而知。但是，两种情况都可能发生，可能会发生非常严重的污染事故，也可能是空气质量良好的状况，这很大程度上取决于当时的气象条件。不过有一点可能确定的是，未来的几年还是会出现污染严重的冬季，这是自然使然。这种自然的外力使得污染排放导致的污染问题加剧，因此，只有大力度地实施污染综合治理才是北京大气污染的解决之道。

图十 2000年PM2.5超标天数的月分布图

3、总结

美国的经济腾飞始于六十年前的二战之后，系统的大气污染治理则始于上世纪七十年代。中国的经济在1978年改革开放政策实施后经历了三十多年的快速发展。伴随中国经济腾飞的是中国环境的严重污染。近年来，关于大气污染治理的政治意愿和投入力度都很大。中国的发展和面临的环境问题在一定程度上和美国的某个发展阶段很像，可以从美国的经济发展和治理环境的历程中吸取经验和教训。同样北京也可以从旧金山治理大气污染的历程中吸取经验。

首先，特别需要提及的是：大气污染问题（特别是PM2.5污染）是一个复杂的问题，其治理需要长期的努力。PM2.5既来自污染源的直接排放，也来自二次生成；既来自人为源，也来自天然源。这些大大小小的污染源成千上万，根据目前的情况看，政府和各界对于很多源对PM2.5的贡献了解还非常不够。北京公开可用的PM2.5监测数据、气象数据、污染源清单、污染源特征等数据非常有限，如果要制定成本有效的污染物治理策略，就需要大力投入相关方面的科研力量。旧金山的大气污染治理经验告诉我们：大气质量的达标需要数十年的努力，不可能在短短几年内实现。而且，大气污染的治理需要有综合的措施，大大小小的源头都要纳入考量。治理大的污染源如燃煤电厂、大型工业源等是相对容易执行的。但是大气质量的改善光靠减少大污染源的排放是不够的，这些措施只是漫漫治污长路的第一步。如果实现PM2.5的达标则需要非常大比例地削减污染物的排放。用简化的线性推算，如果要使北京污染最严重状况时的浓度从900微克每立方米下降到90微克每立方米，那么需要在现有基础上削减90%的污染物排放。当然真实的情况会更复杂一些，但是这一简单的线性推算还是让我们对于问题的量级有一个概念。

第二，需要有完整的污染物浓度数据、气象数据和源清单数据来估算各个源的贡献状况以及减排潜力。在北京，关于大气污染物的来源、污染物浓度分布的研究不可谓不多，可是大多都分散在监测机构和科研院所。由于数据共享机制的缺失，解决北京颗粒物污染所需要的数据基础尚难于满足决策需求。在旧金山，有完整的近四十年的颗粒物监测数据。而在北京，相关数据很难获得。没有数据支持，就很难提出有扎实的科技支撑的污染控制措施。无疑，污染控制策略制定需要各方面的决策支撑，但好的大气污染控制策略的共同点都在于必须有坚实的科学、工程以及经济分析数据支持，以识别真正的问题和有效解决问题之道。

第三，计算机模型模拟是制定颗粒物污染控制规划和政策的非常重要的工具。

在上世纪七十年代，旧金山地区就开始使用计算机模拟辅助设计臭氧控制策略。计算机模拟可以协助制定污染物减排目标，识别各个控制措施的效果，以及如果不采取措施将面临怎样的污染状况等。 大气模型需要海量的数据支持，如前所述，在北京目前很难有完整的数据集合可以用来做这样的模拟。在未来，如果能够把现有研究北京大气污染的资源整合起来，有望可以通过污染模拟和综合决策模拟做出更好的决策。

第四，需要对大、中、小型污染源在内的所有污染源实施综合治理。人们开始面对大气污染问题的时候，总是先把矛头指向那些最为明显的污染源。比如，对道路上行驶的数不清的轿车实施尾气排放控制，关闭污染严重的工厂或者将其搬迁到其它地方，给燃煤电厂安装种种污染物去除设备。这些都是很好的也是非常必要的措施，但是这些不能完全解决如北京现阶段所面临的严重的PM2.5污染问题。按照旧金山的经验，开始着手治理大气污染时，对于大型的污染源污染防止规制和实施大约需要近十年的时间。显然，北京需要尽快对工业源实施严格的规制，同时可以效仿加州对机动车实施更为严格的尾气排放标准。在旧金山，车主必须对在用车进行年检和维护。这些明显的、大的污染源的污染物排放得到控制后，需要减少中小型污染源的污染物排放。中小型污染源的减排更为艰难，可能需要花更长的时间，也更为昂贵，但是却又是非常必要的。如果不对中小型污染源实施规制，就无法从根本上解决问题，也无法实现PM2.5的达标。旧金山的污染治理开展了近四十年，现在很大一部分的工作是在控制中小型污染源的排放。

第五，每个人都是大气污染问题的制造者，环境问题的解决需要每个人的参与。在1970年，湾区有大约五百万居民；今天，湾区的人口已经超过七百万。七百万人产生的污染物当然要比五百万人产生的污染物要多。北京现在有超过两千万的常住人口，比八十年代的人口要庞大得多，产生的污染物也多得多。人类的各种活动，包括开车、使用计算机、购买衣物、甚至看电影等等都直接或者间接地对大气中的PM2.5水平有贡献。全面的PM2.5控制措施涉及每个人，也需要每个人的参与。通过宣传和教育让人们意识到自己的行为和大气污染之间的关系，同时，赋予公民对于污染排放以及政府执行情况的监督乃至诉讼权利，有助于促进人们改变行为进而改善大气质量。

第六，应优先考虑成本效益高（亦即单位污染物减排量的成本低）的污染控制措施。当污染物控制规制开始实施的时候，大污染源是人们关注的重心。总的来说，在旧金山地区，优先控制大的污染源是成本效益最高的措施。在旧金山实施的每一项污染控制措施都需要对其直接成本进行估算。结合所估算的成本以及预计减排量就可以估算单位减排量所需成本。针对多项减排措施，对于每一项都估算成本和效益，这样可以对这些措施进行排序。从政治的角度，优先实施成本效益高的措施也很有必要，一方面可以节约整个社会的污染控制成本，另一方面，也可以避免部分行业因强调应优先规制其它行业（主要排放大户）而不积极配合的情况。

第七，使用新技术进行污染控制。很多工业、企业都使用传统的污染物去除设备，如静电除尘、袋式过滤系统等。其它一些状况下则需要开发新的技术。比如，在干洗行业淘汰干洗剂全氯化碳；涂料生产厂生产不含或者少含挥发性有机物的涂料。一旦问题被界定好，并且有好的政策导向，则每一个受控企业（或行业）就会寻找最佳解决途径。对于中小型污染源，开发新技术往往是最有效的解决之道。一个非常重要的特点是规制者和被规制者共同努力合作协商解决问题。

第八，对于中小型污染源实施最佳管理实践。不是所有的污染治理都需要通过技术手段来实现。对于中小型污染源，实施最佳管理实践往往非常有效。这些措施只需要常识和环保意识就可以实现。这些措施往往比较简单，但是因为涉及日常生活和工作活动的点点滴滴，累计效果往往非常显著，对于改善地区大气质量有非常大的作用。

第九，行政命令型和经济激励型规制并行。2013年3月18日的《中国日报》英文版的头条是“铁拳治污”。文章开头说“李克强总理誓用铁拳政策解决中国的污染问题”。在过去，在旧金山，行政命令型规制措施对于解决大气颗粒物污染问题起了很大的作用，这一措施对于治理大的污染源特别管用。但是，需要注意的是，“铁拳”式的行政命令措施对于中小型污染源的治理作用甚微，特别是对旧金山、北京这样的人口众多的大城市。在旧金山，行政命令型政策和经济激励性政策双管齐下。在北京，也需要两种类型的政策同时实施，针对不同的污染源采取不同类型的政策。

第十，对于燃料成分实施规制也是非常重要的。对于轿车和其它车辆的尾气排放规制越来越严格。如果不对燃料进行规制和改良，这些车辆的尾气排放很难达标。所以，非常有必要对于燃料的成分进行规制。机动车尾气排放和燃料成分规制互为补充，以实现机动车尾气排放的达标。在中国，特别是北京，对于机动车尾气排放的标准越来越严格，未来需要对于燃料组分进行严格规制。

第十一，对机动车及所有其它交通工具实施全面规制，包括轿车、卡车、公交车、火车、飞机、摩托车等等。对于轿车的尾气排放规制开展的比较早，一方面因为轿车数量多，另一方面也是因为拥堵的道路让人们有更大的意愿去解决轿车使用带来的问题。随着尾气排放标准制定的越来越严格，轿车尾气排放问题得到了很大的缓减，现在需要将注意力的一部分放在其它类型的车辆上面。当然，考虑到所涉及的车辆种类，单靠北京自己是很难直接规制这些设施，需要国家机构来对各类车辆尾气排放进行规制。

第十二，实施严格的在用车定期检查和维护。新车总是要更为环保一些的。汽车尾气排放标准的制定越来越严格，我们总是希望尽快淘汰旧车。但是实际上，车辆的淘汰需要较长的时间。在旧金山地区，平均而言，一辆车要使用8-10年后才会被淘汰。旧车总是没有新车环保，一方面，在当时生产时，所遵循的尾气排放标准没有现在严格；另一方面，随着车辆的磨损，污染控制系统除污效率会下降。旧金山地区要求在用车辆定期年检和维护，以确保汽车尾气控制系统正常工作，进而降低汽车尾气污染物排放。

第十三，土地利用和交通管理的提升是一项长期的事业。旧金山和北京这两座城市一直会面临城市人口增长、住房需求增加以及土地利用扩张的问题。好的公交系统能缩短上下班时间，促使人们乘坐公共交通系统，减少人们对于私家车的依赖。这些都是需要长期规划和考虑的事情，这些努力都有助于降低PM2.5的污染。

第十四，提高公众的环保意识也是关键的一环。旧金山地区的居民环保意识很高，非常关注大气、水和土壤的保护，他们愿意为了清洁的环境付出一些代价，清洁的环境是他们生活质量保证的一部分。他们也不是天生就有这样的环境意识，这是多年来环保教育和宣传的结果。现在，北京的居民也关注环境，但是相比旧金山居民来说，关注程度没有那么高。想要真正解决大气污染问题，需要持续地设计清晰、易懂的信息和公众沟通，帮助其了解大气污染问题的复杂性和广泛性，进而促进他们参与到问题的解决中来。

最后，美国的大气污染治理经历展示其收益远高于成本。有人认为美国（当然包括旧金山地区）实施严格的环保政策，是因为美国的经济发展到了一定的水平，有资本去关注环境，这种说法是欠妥的。实际上，事实严格的环保政策所带来的收益远远大于代价。换句话说，如果不控制污染，所付出的代价就太高了（如图十一示）。旧金山在解决大气污染、为公民提供清洁空气方面走了很长的路；北京和其它倍受大气污染困扰的城市有望从旧金山的治污历程中学到经验和教训。这两座城市的故事还在继续，还将持续很多年，未来的数十年内故事如何继续，我们拭目以待。（完）

图十一、清洁空气法案实施以来从1990- 2020年间估算的总的成本和效益

致谢：旧金山地区的空气质量和污染物排放清单数据由湾区空气质量管理区的Jean Roggenkamp和Eric Stevenson提供，特此感谢。感谢北京大学环境科学与工程学院徐建华、张世秋、朱彤、唐孝炎教授的意见与建议，感谢方波对数据和图表的整理。同时在此由衷感谢北京大学环境科学与工程学院的徐建华教授将此论文翻译成中文。

梁英振，北京大学访问学者，出生于美国，在美国加州大学洛杉机分校获得环境工程博士（1974年）和化学硕士学位（1970年），于密西根大学获得化学学士学位（1968年）。曾于旧金山大学、加州州立大学等高校兼任教授；任职美国加州湾区政府协会并担任执行理事长；长期从事美国公共政策研究，并直接参与和负责加州政府的公共政策制订。同时也在欧洲和亚洲，为多个国家的政府提供顾问咨询和培训工作。