美國鉛環境空氣質量、標準及控制戰略

吳季友 王宗爽，2 傅 曉 吳 鋼

(1.中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室，北京100085;2.中國環境科學研究院，北京100012)

近年來，我國重金屬污染事件頻繁發生，受到各方面的廣泛關注。為減少和遏制重金屬污染造成的公眾健康危害，國家環境保護主管部門聯合中央政府各部門制定并實施《重金屬污染綜合防治規劃》，要求加大力度進行研究、預防和控制［1］。在我國重金屬污染中，鉛污染問題最為突出。鉛是一種分布廣泛且毒性沒有閾值的重金屬，在環境中可長期蓄積，主要通過空氣、土壤、食物、飲水進入人體［2－5］。長期暴露鉛污染物，往往造成體內血鉛濃度升高，引起貧血、認知缺損、聽力減弱和維生素D代謝紊亂、腹部疼痛等，而兒童和嬰幼兒是鉛污染的敏感人群［6］。因而發達國家，尤其是美國都加強了鉛環境保護管理，制定并實施了鉛污染防治戰略，大幅度削減鉛的排放量，減少環境介質中鉛的濃度水平，降低公眾，尤其是兒童的暴露劑量，減少健康風險。本文將總結美國大氣鉛污染防治經驗，對于我國全面開展鉛污染防治具有重要參考作用。

1 鉛環境空氣質量和排放水平變化

1.1 鉛空氣質量水平變化情況

美國1978年才開始對鉛實施環境空氣質量管理，自1980年報告空氣質量監測數據［7］。圖1給出了1980年以來美國鉛環境空氣質量變化情況［8］，如圖所示，自1980年以來，美國通過不斷加強鉛排放控制，環境空氣中鉛的濃度水平持續顯著下降，第90百分位濃度、平均濃度和第10百分位濃度分別從 1980 年的 3.64、1.30、0.30μg/m3下降到1990 年的0.56、0.32、0.04μg/m3，分別下降了 84.6%、75.4%、86.7%，而且在1980年平均濃度和1983年時第90百分位濃度均已降至國家標準1.5μg/m3以下。1990年，美國修訂清潔空氣法［9］，將鉛納入有害空氣污染物，采取更為嚴格的措施加強排放管理，使得環境空氣中鉛的濃度水平進一步下降。1995年鉛的平均濃度已降低至0.15 μg/m3以下，2009年第90百分位濃度已接近2008年新發布的空氣質量標準(原標準1/10)［7］。總之，自全面實施質量管理以來，美國鉛環境空氣質量得到了徹底改善。

1.2 源排放量變化

美國鉛環境空氣質量之所以取得了徹底改善，與各類排放源排放量的大幅度削減具有密且關系。表1為美國大氣鉛排放量變化情況［10］。40年來，美國大氣鉛排放量顯著降低，即便與已經顯著降低后的1980年的排放量相比，1990年和1995年也分別降低了93.3%和98.4%，如果與1970年相比，降低比例幾乎接近100%;同時，各類排放源的排放量也大幅度顯著降低，例如，1970年時機動車排放量高達17萬t，而在2005年時已經處于零排放狀態，可見，美國對鉛的排放控制力度之大。還可以看出，歷史上美國鉛的大氣排放源主要是機動車、金屬冶煉、，隨著對鉛大氣排放控制的不斷深入，各類排放源的貢獻比例也發生了一定的倒置變化，如機動車的排放在1970年所占比例高達78%，位居第一，而非道路機械排放所占比例僅為4.4%，而在2005年時，機動車排放所占比例已無貢獻，而非道路機械則位居第一，達到42.2%，已經屬于美國環保局重點控制對象，其次就是金屬冶煉和廢物處理循環。

2 鉛環境空氣質量標準與監測

2.1 環境空氣質量標準

圖1 美國鉛環境空氣質量變化［8］

表1 美國大氣鉛排放量削減情況［10］

美國鉛環境空氣質量之所以能夠得到顯著改善，其根本動力是，為保護人體健康，尤其是兒童健康，美國在清潔空氣法中將鉛納入基準污染物，科學制定、持續實施并最終達到了國家鉛環境空氣質量標準［8－9］。美國在1978年首次制定鉛環境空氣質量標準，僅于2008年進行過一次修訂。美國1970年修訂《清潔空氣法》時，認為環境空氣中的鉛主要來自含鉛汽油和有色金屬冶煉等污染源，只要有效控制這些污染源的鉛排放，就可以顯著降低環境空氣中鉛的濃度水平，保護公眾健康，因此未將其納入基準污染物，更未為其制定空氣質量標準［11］。1977年美國修訂《清潔空氣法》時，在有關方面的強烈要求下，將鉛列入基準污染物，并于1978年制定實施鉛的國家環境空氣質量標準，僅規定季平均濃度限值，為1.5μg/m3，一級標準與二級標準相同［7］。1978年后，由于采取了有效控制措施，美國環境空氣中鉛的濃度水平很快就下降至標準以下。但后來的研究發現，即使在較低的血鉛濃度水平下，仍然存在健康效應［11］。為了進一步保護公眾健康，2008年美國聯邦環保局將鉛的濃度限值收緊為原標準的1/10，規定三個月滑動平均濃度限值，為0.15μg/m3。為了達到鉛環境空氣質量標準，地方各州必須劃分鉛環境空氣質量達標區和未達標區，對于未達標區應制定州實施計劃，通過不斷加強污染源監控和許可，要求未達標區域內污染源減少排放，使未達標區環境空氣質量逐漸達標［12］。

2.2 鉛環境空氣質量監測

對鉛進行環境空氣質量監測是鉛環境空氣質量管理的重要內容。美國環保局要求監測環境空氣總懸浮顆粒物中的鉛，其主要原因是環境空氣中的鉛有直接從排放源中排放的鉛煙塵，還有地面揚塵揚起的鉛，因此，空氣中含鉛顆粒物粒徑范圍較寬，監測總懸浮顆粒物中的鉛可以更全面的反映大氣鉛對公眾健康的威脅［13］。為了考核環境空氣中鉛濃度水平是否達到要求，美國環保局制定了環境空氣鉛監測要求［14］，并將鉛的環境空氣質量監測分為三類，第一類是針對污染源的監測，第二類是針對機場的監測，第三類是針對非污染源的監測。對于年排放鉛超過0.5t污染源和超過1t的機場，美國環保局要求均要監測其環境空氣中鉛的濃度水平;在國家核心站點(N core sites)中，要求人群超過50萬的城市地區設置鉛環境空氣質量監測點。對于監測頻率來說，鉛環境空氣質量標準則明確規定，每隔5天，即每6天監測一次環境空氣中的鉛濃度水平，每次監測采集樣品24小時。

3 鉛大氣污染物排放標準

為達到環境空氣質量標準，必須嚴格鉛排放管理。早在上世紀70年代，美國鉛的排放源主要是移動源，即燃燒含鉛汽油，鉛的排放貢獻達到七成以上，另外三成為固定源［10］。因此，早在1972年12月，美國就宣布逐步淘汰含鉛汽油，到1996年1月1日，美國已實現全面禁止含鉛汽油［9］，至 1999 年，實現了機動車鉛零排放［10］，從根本上控制住了移動源鉛污染問題。對于固定源，美國環保局針對鉛排放貢獻率，對鉛排放較大的有色金屬冶煉、再生有色金屬冶煉、固體廢物焚燒、鉛酸蓄電池等行業制定多項較為嚴格排放標準，嚴格鉛的環境準入，見表2。這些固定源排放標準實施后，管制住了涉鉛企業大氣鉛的排放，對于鉛排放量大幅度削減起到了重要作用量，例如金屬冶煉，主要是原生和再生鉛冶煉，其鉛的排放量從1970年的24224t下降到了2005年的486t，下降幅度達到98%。

4 控制戰略

美國在加強鉛的污染控制，改善鉛環境空氣質量過程中，更加深入的認識到，人群對鉛的暴露是多途徑多介質的，要徹底降低鉛的暴露危害，必須協調多個部門，控制各類介質中的鉛。因此，為進一步削減人群對鉛的暴露，尤其是降低兒童血鉛濃度，保護人體健康，根據相關法律的要求，美國EPA于1991年發布了《鉛暴露削減戰略》(Strategy For Reducing Lead Exposures)［16］。通過實施該戰略，力爭大幅度降低兒童血鉛濃度出現高于10μg/dl(dl為:分升)的概率，通過采取自愿或強制性措施，顯著降低各類人群對鉛的暴露量，避免其對兒童、一般人群以及環境的危害。

該戰略要求建立綜合協調機制，成立專門的鉛暴露削減行動小組，成員包括環保局(Environmental Protection A-gency，EPA)、住房和城市發展部(Department of Housing and Urban Development，HUD)、疾病預防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)、國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)等聯邦政府部門的代表，加強多部門協調合作，主要組織力量開發識別鉛暴露地理“熱點”(Hot Spots)的技術方法;開發并轉化鉛暴露削減技術;實施鉛污染防治計劃，包括實施基于市場的激勵措施，限制或削減鉛的使用和暴露;采取強制性法律手段減少產品中鉛的使用量;篩選并

表2 美國主要涉鉛大氣排放限值［15］

鼓勵在采礦、冶煉和鉛加工等相關行業中應用清潔技術;鼓勵涉鉛產品在環境中循環利用;制定相關標準和其他強制性法律法規控制水體、大氣以及其他環境介質鉛污染;加強公眾信息交流及宣傳教育;開展相關科學研究，優先支持鉛污染控制相關研究項目。其中鉛空氣污染防治方面要求采取措施促進鉛空氣質量達標，包括禁止使用含鉛汽油，制定固定源鉛大氣排放標準，加強鉛排放重點源的監測和監督管理，地方政府識別未滿足排放要求的污染源等。

5 結論

(1)40年來，美國大氣鉛排放量持續顯著下降，下降幅度幾乎接近100%，環境空氣中鉛的濃度水平降低幅度達80%以上，鉛環境空氣質量得到了根本改善。

(2)為了改善鉛環境空氣質量，美國不斷制修訂鉛環境空氣質量標準，對大氣鉛實施了逐漸嚴格的質量管理;為了降低鉛排放量，美國針對移動源逐漸并最終全面禁止使用含鉛汽油，針對固定源制定了系列涉鉛排放標準，嚴格環境準入，加強排放管理。

(3)針對鉛的多途徑暴露和對兒童的嚴重危害性，美國又制定了鉛暴露削減戰略，多部門協調，多措并舉，全面降低兒童血鉛濃度水平和暴露水平，從根本上預防和控制鉛污染。

(4)參照美國經驗，建議我國加強對鉛環境空氣質量和涉鉛排放標準的研究，狠抓實施，顯著降低環境空氣中，尤其是污染源附近鉛濃度水平;針對我國實際情況，制定鉛暴露削減戰略，組織多部門協調降低各類暴露介質中的鉛含量，從根本上保護人群，尤其是兒童身體健康。

(編輯:張 英)

［1］周生賢，在2011年全國環境保護工作會議上的講話［EB/OL］.環境保護部，(2011－1－13)［2012－6－21］.http://zhoushengxian.mep.gov.cn/.

［2］中國工程院，環境保護部.中國環境保護宏觀戰略研究戰略保障卷(下)［M］.北京，中國環境科學出版社，2011:1037.

［3］周生賢，領導干部環境保護知識讀本［M］.北京:中國環境科學出版社，2009:248.

［4］Bachmann J D.2007 Critical Review:Will the Circle Be Unbroken:A History of the U.S.NAAQS［J］;Journal of the Air＆ Waste Management Association.2007，57:652－697.

［5］European Commission.Air Quality Standards［EB/OL］.Belgium:European Commission，(2008－5－1)［2012－6－21］.http://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm..

［6］WHO.Air Quality Guidelines for Europe(second edition)［M］.Copenhagen，1987:175.

［7］US EPA.History of the National Ambient Air Quality Standards for Lead［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2011－11－8)［2012－6 －21］.http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pb/s_pb_history.html.

［8］US EPA.National Trends in Lead Levels［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012－1－6)［2012－6－21］.http://www.epa.gov/air/airtrends/lead.html#pbloc.

［9］US EPA.Clean Air Act［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2008－12－9)［2012－6－21］.http://www.epa.gov/air/caa/title1.html.

［10］US Census Bureau.Statically abstracts［EB/OL］.Washington D C:US Census Bureau，(2012－7－19)［2012－8－21］.http://www.census.gov/main/www/access.html.

［11］US EPA.Air Quality Criteria for Lead，2006［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2010－4－8)［2012－6－21］.http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pb/s_pb_cr_cd.html.

［12］US EPA.Lead Implementation－programs and Requirements for Reducing Lead［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012 －4 －12)［2012 －8 －23］.http://epa.gov/air/lead/implement.html.

［13］US EPA.National Ambient Air Quality Standards for Lead(Final Rule)［J］.Federal Register，2008，73(219):66964 －67062.

［14］US EPA.Revisions to Lead Ambient Air Monitoring Requirements［J］.Federal Register，2010，75(247):81126 －81138.

［15］US EPA.Standards of Performance for New Stationary Sources［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012－8－21)［2012－8－23］. http://ecfr. gpoaccess. gov/cgi/t/text/text － idx?c=ecfr＆tpl=/ecfrbrowse/Title40/40cfr60_main_02.tpl.

［16］US EPA.Strategy for Reducing Lead Exposures［EB/OL］.Washington D C:US EPA，(2012－8－23)［2012－8－23］.http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pb/data/leadstrategy1991.pdf.