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典型国家和国际环境空气质量标准的应对方式
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近年来,一些重要污染物的空气质量标准出现了新的突破.例如,世界卫生组织(WHO)根据环境空气污染物对健康影响研究的最新成果,于2005年发布了《空气质量准则——颗粒物、臭氧、二氧化氮和二氧化硫》,并同时修订了4种典型污染物的空气质量参考值[1].2000年以来,美国环保部也连续修订了颗粒物、臭氧、铅、二氧化氮等环境空气质量标准文件[2-6].
改革开放以来,我国社会经济高速发展,以煤炭为主的化石燃料消耗量大幅度上升.我国跃居美国成为汽车消费品的第一大国,经济发达地区NOx和挥发性有机化合物排放量显着增长,O3和PM2.5污染进一步加剧,同时PM10和总悬浮颗粒物(TSP)的污染还未能实现全面控制和有效评估[7].沿海发达地区的PM2.5和O3污染进一步加重,灰霾现象频繁发生,严重威胁着人们的身体健康[8-10].因而,在充分考虑到我国复合型、压缩型环境空气污染特征以及发达国家和国际组织环境空气质量管理的经验及环境空气质量标准的基础上,国家保护部于2008 年设立了修订《环境空气质量标准》(GB 3095-1996)项目计划,并和国家质量监督检验检疫总局于2012年2月29日联合发布了空气质量标准(GB 3095-2012)[11].
发达国家和一些国际组织在环境空气污染治理、空气质量标准的制定方面开展了系统的并富有成效的研究,积累了较为丰富的经验.因此,本文将美、日等发达国家以及欧盟、WHO等国际组织的环境空气质量标准与我国的加以比较,分别从污染物控制项目及限值、标准分区分级、数据统计的有效性规定以及标准的实施等诸多方面进行分析和评价,以期通过探寻空气质量管理的普遍规律,能够对我国空气质量的改善起到积极的作用.
1 国际环境空气质量标准的最新进展
2006年以来,发达国家和国际组织开展了一系列卓有成效的空气质量标准修订工作,具有代表性的修订情况如表1所示.由表1可知,发达国家或国际组织普遍都增添了PM2.5的环境空气质量标准,同时提高了对臭氧排放浓度限值的要求.
2 污染物控制类别
当前各国的空气质量标准中所规定的污染物控制类别如表2所示.
环境空气质量标准中污染物浓度控制类别的选择取决于各国的环境空气质量管理的评价体系.从各国发布的环境空气质量[11,13-16]看,普遍将SO2、CO、NO2、O3、PM10 作为污染物项目.其中大部分发达国家和地区还将 PM2.5 作为浓度控制对象.大部分发达国家和发展中国家将Pb作为浓度控制对象,以我国为代表的许多发展中国家仍将 TSP作为浓度控制对象.日本及欧盟中的一些发达国家还规定了苯的浓度限值.另外,以欧盟为代表的一些国家和组织还将As、Cd、Ni等重金属污染物纳入标准评价体系中.
表2中需要特别指出的是,我国根据重金属污染防治的有关要求,参照国际经验,增加了重金属和氟化物参考浓度限值,供地方制定空气质量标准时参考.而近年美国、WHO等发达国家和组织对PM2.5和PM10的成因、环境作用机理、人体健康影响等方面进行了深入、系统的研究,认为有必要对可吸入颗粒物中的粗颗粒物(PM2.5~10)、细颗粒物(PM2.5)分别制定不同的环境空气质量标准予以区分.
3 主要污染物的浓度限值
3.1 可吸入颗粒物PM2.5/PM10
3.1.1 PM2.5/PM10作为评价指标的意义
国外大量的流行病学研究发现:即使是在低于各国的大气质量标准的浓度下,大气中PM10和PM2.5浓度上升与易感人群总死亡数、心血管和呼吸系统疾病的死亡数也存在密切关联[17].
另一方面,以往评价空气质量时,主要依据SO2、NO2和PM10评价空气质量,得出的空气质量评价结论与人们日常生活的主观感知存在较大差异,甚至在空气质量评价的结论显示优良的情况下,空气的能见度依然无法得到公众的认可.
图1给出了我国和其它国家、国际组织PM2.5环境空气质量标准.我国此次修订的新标准其实只是做到了与世界的“低轨”相接.WHO给出的PM2.5准则值为10 μg·m-3,这是从人体健康角度出发要求的最佳值,也是各国努力为之奋斗的终极目标.从图1可知,无论是美国、欧盟等发达国家和地区,还是以我国为典型代表的发展中国家,在制定标准过程中,都没能按照WHO的准则值制定标准,而是选取了适合本国国情的目标值.综合归纳,包括我国在内,美国、欧盟、日本和WHO等国家或国际组织的年平均浓度值在15~40 μg·m-3,日平均浓度限值在35~75 μg·m-3之间.
总体而言,美国、欧洲都有十几年的环境空气的治理历史,PM2.5的治理过程也相当漫长.近年来治理成果才逐渐显现,PM2.5浓度呈下降趋势.我国PM2.5治理仍需要漫长的过程,各地、各部门需要做的应该是循序渐进地推进空气质量标准的推广:在沿海和经济发达地区首先开展监测,积累经验,逐步认识总结治理规律,凝炼出适合我国国情和经济社会发展的治理方案与行动,真正做到环境空气质量的标本兼治[18-19].
表3、表4分别给出了中国与WHO空气质量准则中PM2.5、PM10的比较.根据此次最新修订的标准,除新增了PM2.5浓度限值外,还提高了对PM10的年平均浓度值的要求,这是因为:衡量一个地区或者城市的空气质量优劣,年平均值显然更具说服力.一般情况下,在污染浓度比较高的空气环境中,短时间内对人体健康不会有明显的影响.但是经过长时间的暴露,其危害和影响便会慢慢显现,所以和日平均值相比年平均值要求相对宽松.
3.1.2 PM2.5/PM10的标准制定仍然存在完善空间
图2给出了我国和其它国家、国际组织PM10环境空气质量标准.欧盟等发达国家的PM10年平均浓度限值普遍在40 μg·m-3以下,美国2006年前的标准为50 μg·m-3.目前美国在最新的标准中只规定日平均浓度限值.各国日平均浓度限值一般在50~150 μg·m-3.我国PM2.5的标准制定主要参照了世界卫生组织第一阶段的浓度限值.但是国际标准是否适合我国人群特点,仍是一个需要进一步验证的问题.
作为一个经济、工业蓬勃发展的新兴经济体,我国面临的问题比西方更为复杂.欧美等发达国家的机动车高速增长的时代已经过去,加之近年普遍采用较高的汽车及燃油排放标准,机动车的污染物排放得到了有效控制.与之形成鲜明对比的是我国各种标准还有待完善,很多污染源未纳入国家统一管理范畴,这都给PM2.5减排带来困难.从另一个角度来说,加速治理便意味着高昂的成本和代价.制定更为严格的空气质量的评价标准必然会牵涉到平衡经济发展与环境改善的关系,政府必须投入巨大的财力、人力和物力以支撑监测技术水平的提高、治理投入以及公众参与力度的宣传,甚至还会涉及到诸如关键技术的国产化研发、提升制造业成熟度等方面的问题.
3.2 氮氧化物(NOx)
NOx因其浓度增加易引起其它二次污染物的形成而受到学术界的广泛关注[19].图3为欧美、日本及我国等的NO2标准浓度限值和WHO准则值的比较.GB 3095-1996中一级标准的年平均和日平均浓度限值相对来说依然处于较为严格的水平.1 h平均浓度限值比发达国家的浓度限值和WHO的准则值要严格许多.因此,我国本次修订的新标准中一级标准年平均和日平均浓度限值维持不变,1 h平均浓度限值由120 μg·m-3调整为200 μg·m-3,以实现与国际标准相接轨.
另一方面,我国原先实行的GB 3095-1996中二级标准年平均、日平均和1 h平均浓度限值分别为80、120、240 μg·m-3,与发达国家和WHO的指导值相比,仍处于较为宽松水平,进一步收紧二级标准的空间仍然存在.这将有利于我国NOx排放量的有效控制,促进PM2.5和O3综合污染防治.因此,我国本次修订年平均浓度限值和日平均浓度限值分别恢复至40 μg·m-3和80 μg·m-3;1 h平均浓度限值由240 μg·m-3调整为200 μg·m-3,以求进一步与WHO和欧美日等发达国家浓度限值接轨.
3.3 臭氧(O3)
WHO依据近年的研究结果,提出的8 h平均浓度准则值为100 μg·m-3,过渡期第1阶段目标值为 160 μg·m-3[1].研究发现:在低臭氧浓度水平下暴露6~8 h仍然会引起健康效应.与1 h 暴露相比,较低浓度水平经8 h暴露引起的健康效应更为直接[20-23].因而上世纪90年代后期国际上的O3环境空气质量基准逐渐发展为8 h平均浓度值.
图4给出了我国和其它国家、国际组织O3环境空气质量标准中日最大8 h平均浓度限值主要都在120~150 μg·m-3.WHO的日最大8 h平均浓度指导值为100 μg·m-3,设置的过渡期第1阶段目标值为160 μg·m-3.我国本次修订一级标准日最大8 h平均浓度限值为100 μg·m-3,与 WHO 的准则是一致的;二级标准日最大8 h平均浓度限值为160 μg·m-3,略宽于发达国家的上限值,与WHO过渡期第1阶段目标接轨.我国现行一级和二级标准 1 h平均浓度限值分别为160 μg·m-3和200 μg·m-3,分别处于国际上限和下限水平.
3.4 铅(Pb)
图5为各国、国际组织环境空气质量标准中Pb的浓度限值.美国、欧盟等国家和地区的环境空气质量标准Pb的浓度限值不分级.欧盟等发达国家和地区则主要制定了年平均浓度限值,主要集中在0.5 μg·m-3的水平上;美国则制定了滚动三个月平均浓度限值0.15 μg·m-3,WHO仅制定了年平均浓度准则值0.5 μg·m-3[22];日本则未制定.
相比较而言,我国原先实行的GB 3095-1996中一级和二级标准年平均浓度限值相同:1.0 μg·m-3.本次修订统一调整为0.5 μg·m-3;保持与WHO的准则值相同,与欧盟等大多数发达国家和地区的年平均浓度限值相同.GB 3095-1996中季平均浓度限值为1.5 μg·m-3,本次修订统一调整为1.0 μg·m-3.
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