冬雪
2013年1月10日~14日,京津冀地區(qū)出現(xiàn)本世紀(jì)以來(lái)最嚴(yán)重的持續(xù)空氣污染事件。
此次持續(xù)空氣污染出現(xiàn)了與美國(guó)南加州20世紀(jì)光化學(xué)污染同樣的成分——含氮有機(jī)顆粒物。這是否意味著中國(guó)要重走美國(guó)洛杉磯或英國(guó)倫敦的老路呢?1943年5月~10月洛杉磯出現(xiàn)光化學(xué)煙霧事件,奪去400多人的生命;倫敦1952年12月5日~8日光化學(xué)煙霧事件,造成4000人死亡。
煙霧來(lái)源和煙霧成因
洛杉磯和倫敦的光化學(xué)煙霧事件相似,兩者的治理也有相似的地方,都取得了消除煙霧,還藍(lán)天給公眾的最好結(jié)果。但是兩者也有較大的區(qū)別。倫敦是綜合措施,包括限行、禁行汽車,尤其是私家車,停用燃煤,推廣節(jié)能手段。而洛杉磯則主要是整治汽車尾氣,但并不限車,當(dāng)然也采取了管控交通和減少工業(yè)污染等措施。
20世紀(jì)40年代洛杉磯發(fā)生光化學(xué)煙霧污染事件后,洛杉磯人以為工廠排放的煙霧是罪魁禍?zhǔn)祝牵S著調(diào)查的廣泛展開和深入,人們才知道煙霧還有其他許多來(lái)源,比如洛杉磯居民大部分家庭后院焚燒爐排出的煙霧,城市垃圾場(chǎng)、鋸木廠、廢木廠焚燒垃圾的煙霧,機(jī)動(dòng)車排出的煙霧,甚至洛杉磯地區(qū)的地理特點(diǎn),都造成了濃厚的煙霧。洛杉磯市西臨太平洋,東、南、北三面為群山環(huán)抱,處于西海岸氣候盆地之中,大氣狀態(tài)以下沉氣流為主,極不利于污染物質(zhì)的擴(kuò)散,而且常年高溫、少雨,日照強(qiáng)烈,給光化學(xué)煙霧的形成創(chuàng)造了條件。
然而,調(diào)查也發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)洛杉磯的霧霾污染源中,汽車尾氣排放所占的比重更大。從1940年~1946年,洛杉磯每天從天而降的灰塵從約100噸上升到約400噸。洛杉磯人認(rèn)為,這些塵霧來(lái)自工廠的煙囪和焚化爐(洛杉磯當(dāng)時(shí)有30萬(wàn)個(gè)家庭后院垃圾焚燒爐)。但是,洛杉磯光化學(xué)煙霧事件后,人們開始懷疑這些塵霧的來(lái)源了,原因有很多。
其一,光化學(xué)煙霧事件的發(fā)生伴隨著空氣顏色的變化,有時(shí)煙霧呈微白色,有時(shí)是黃褐色,而且這種薄霧會(huì)招致眼睛疼痛和流淚。其二,當(dāng)時(shí)的洛杉磯大街小巷奔跑著250萬(wàn)輛汽車,每天消耗汽油1600萬(wàn)升。人們懷疑汽車燃料的排放增加了城市上空的廢氣。其三,洛杉磯當(dāng)局在禁止了家庭垃圾焚燒爐(改為垃圾集中回收),并在城市各處安裝灰塵沉積設(shè)置和限制工廠排煙后,每天降落的煙塵有所減少,約減少200噸,這說(shuō)明洛杉磯的煙塵大部分并非工廠燃煤和家庭焚燒爐所釋放。
洛杉磯從屬加利福尼亞州,該州的科研人員責(zé)無(wú)旁貸地?fù)?dān)負(fù)起了解開煙霧成因之謎的重任。加州技術(shù)研究所的阿里·J·哈根·斯密特博士通過(guò)實(shí)驗(yàn)首先發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致人們眼睛疼痛的霧霾也可能是導(dǎo)致人們死
亡的原因,而這些煙霧是通過(guò)與陽(yáng)光發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。油田、煉油廠的油氣排放,以及汽油不完全燃燒、汽車漏油、汽油揮發(fā)等產(chǎn)生的廢氣排放,使得大量廢氣每天排向城市上空。這些廢氣在5月~10月的強(qiáng)烈陽(yáng)光作用下,發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),即氮氧化合物(空氣變熱使它所含的氮與氧相互發(fā)生作用而產(chǎn)生)和有機(jī)化合物(汽油燃燒產(chǎn)生的烴類)反應(yīng),生成淡藍(lán)色的光化學(xué)煙霧(PAN),煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑,滯留市區(qū)久久不散。這種煙霧造成了對(duì)人們健康的危害,如呼吸困難、眼睛疼痛,甚至致人死亡。
在原因基本查清后,洛杉磯政府也沒(méi)有把主要責(zé)任歸咎于汽車,而是認(rèn)為那些巨大的油田、煉油廠,以及遍布在這個(gè)地區(qū)的其他一些大型的石油工業(yè)排放的碳?xì)浠衔锸窃斐蒔AN的重要來(lái)源,于是開始嚴(yán)格限制這些企業(yè)的廢氣排放。嚴(yán)格限制的效果也明顯體現(xiàn)出來(lái)。來(lái)自石油工業(yè)的碳?xì)浠衔飶?947年大約每天排放2100 噸到1957年下降為每天250噸。
然而,即便限制石油工業(yè)的油氣排放取得如此大的成效,但光化學(xué)煙霧還是在大量產(chǎn)生,并造成嚴(yán)重后果。例如,雖然1943年洛杉磯光化學(xué)煙霧事件導(dǎo)致400多人死亡,但是在1952年12月的一次光化學(xué)煙霧事件中,洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。1955年9月,同樣的污染在短短兩天之內(nèi)讓400多名65歲以上的老人死亡,此外還有很多人受到煙霧刺激而出現(xiàn)眼睛痛、頭痛、呼吸困難。而且,1959年洛杉磯187天都有人患眼睛過(guò)敏癥,1960年是198天,1961年是186天,1962年是212天。
從20世紀(jì)50年代初,洛杉磯人才開始真正把光化學(xué)煙霧與汽車掛上鉤來(lái)。1953年的一個(gè)調(diào)查報(bào)告指出,石油工業(yè)每天排放500噸碳?xì)浠衔铮∑嚒⒖ㄜ嚭凸财嚸刻炫欧懦鰜?lái)的碳?xì)浠衔锸乔罢叩?倍多,達(dá)1300噸。1957年的調(diào)查發(fā)現(xiàn),機(jī)動(dòng)車輛排放的廢氣(碳?xì)浠衔铮┘s占洛杉磯城每天廢氣總排放量2500噸的80%。
提出對(duì)策和嚴(yán)格管理
洛杉磯人知道了自己城市霧霾的最大“元兇”是機(jī)動(dòng)車尾氣排放后,治理的主要對(duì)象也就轉(zhuǎn)向了汽車。但是,洛杉磯的治理卻與后來(lái)其他一些國(guó)家的大都市和今天人們采用的方法并不一樣,最大的不一樣是,很多大都市一提污染就禁車、限車。但是,洛杉磯并非如此,原因不僅在于如同整個(gè)美國(guó)都是車輪上的國(guó)家一樣,洛杉磯依靠汽車更甚于美國(guó)的其他地方,而且汽車?yán)瓌?dòng)的不只是汽車工業(yè)和石化等產(chǎn)業(yè),而是有更多的經(jīng)濟(jì)和文化效益。因此,洛杉磯采用的不是禁車、限車,而是更為根本的限制車輛排放污染物,因?yàn)橛蜌馊紵奈廴疚铮ㄖ饕翘細(xì)浠衔铮址Q烴類和碳氧物)才是禍根。
洛杉磯未限制公民用車但又要治理霧霾是從兩方面著手的,一是法律和管理,二是技術(shù),但是,這兩者融合在一起。
自從發(fā)生光化學(xué)煙霧污染后,1943年,洛杉磯縣管理部門任命了一個(gè)煙霧委員會(huì)專門研究該地區(qū)的煙霧問(wèn)題,在該委員會(huì)的建議下,洛杉磯縣于1945年2月頒布了禁止排放濃霧的法令,并成立了空氣污染控制辦公室。1947年4月15日,洛杉磯縣批準(zhǔn)了一項(xiàng)法律草案,允許該縣成立統(tǒng)一的空氣污染控制部門。
與此同時(shí),加利福尼亞州也與洛杉磯共同行動(dòng),尋求控污對(duì)策。1952年,當(dāng)時(shí)的加利福尼亞州州長(zhǎng)奈特任命貝克曼任空氣污染控制改革委員會(huì)主任,一年后,該委員會(huì)提出幾項(xiàng)實(shí)用性和針對(duì)性極強(qiáng)的建議,包括減少碳?xì)浠衔锏呐欧帕俊?chuàng)建汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)、柴油卡車和公交車用丙烷當(dāng)燃料等。同時(shí),洛杉磯地區(qū)成立了加州機(jī)動(dòng)車污染控制局,該局有權(quán)測(cè)試汽車尾氣排放并核準(zhǔn)排放控制裝置。
更重要的是,在實(shí)施洛杉磯限制汽車尾氣排放的措施中體現(xiàn)了管理者的耐心和鍥而不舍。例如,洛杉磯縣監(jiān)察官肯尼思·哈恩就通過(guò)窮追汽車制造商促成了控制汽車尾氣污染的技術(shù)創(chuàng)新與控污裝置的生產(chǎn)和
使用。1953年2月,哈恩寫信給福特汽車公司的總經(jīng)理,詢問(wèn)該公司是否在進(jìn)行消除或者實(shí)際減少排放尾氣的研究或?qū)嶒?yàn),但是,得到的回答是,無(wú)論是福特汽車公司,或是汽車聯(lián)合企業(yè)在當(dāng)時(shí)都沒(méi)有任何研制可能控制廢氣裝置的興趣。
哈恩則根據(jù)1945年2月洛杉磯頒布的禁止排放濃霧的法令和加州機(jī)動(dòng)車污染控制局有權(quán)測(cè)試汽車尾氣為由,不斷催促汽車生產(chǎn)商研發(fā)廢氣控制裝置。1953年底,汽車制造商終于表示,在汽車行業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)廢氣控制裝置的研究。此后,哈恩又一再追問(wèn)和督促,1955年,底特律的汽車廠商終于回答,會(huì)有一種適當(dāng)?shù)难b置馬上可以裝在汽車上以減少汽車廢氣中的碳?xì)浠衔铩?/p>
1957年,哈恩再次詢問(wèn)是否有減排裝置會(huì)安裝在1957年型號(hào)的機(jī)動(dòng)車上。但是,答復(fù)是1958年有可能。喜訊是在1960年10月18日到達(dá)的,通用汽車公司總經(jīng)理向哈恩通報(bào),一種減排裝置——曲軸箱凈化器將安裝在1961年該公司為加州生產(chǎn)的小轎車上。但是,安裝之后,這種曲軸箱裝置僅能清除25%的碳?xì)浠衔锱帕俊1M管如此,這已經(jīng)是一種巨大的進(jìn)步。加州機(jī)動(dòng)車污染控制局和哈恩在對(duì)此表示肯定的同時(shí)又對(duì)汽車制造商提出了更高要求。直到1966年,經(jīng)過(guò)改進(jìn)的有更好效果的廢氣控制裝置才全面裝載在加州的新轎車上。
初見(jiàn)成效和污染的反復(fù)
廢氣控制裝置的效果逐漸體現(xiàn)出來(lái)。從1965年到1968年,洛杉磯機(jī)動(dòng)車排放的碳?xì)浠衔镉擅刻斓?950噸下降到1720噸,洛杉磯人的眼睛過(guò)敏癥也減少了。同時(shí),由于廢氣控制裝置也能減少機(jī)動(dòng)車一氧化碳和二氧化碳的排放,一氧化碳的排放從1965年的56PPM(56/100萬(wàn))下降到1968年的6PPM(6/100萬(wàn))。二氧化碳的排放量則從 1965年到1968年之間下降了12%。
不過(guò),在汽車碳?xì)浠衔铩⒁谎趸肌⒍趸寂欧艤p少的同時(shí),洛杉磯空氣中的過(guò)氧化氮的含量卻增加了28%。1965年,過(guò)氧化氮超過(guò)了最差標(biāo)準(zhǔn)有100天,1968年,則達(dá)到132天。過(guò)氧化氮有毒,會(huì)損害和殺死肺細(xì)胞,促使肺血管擴(kuò)大,而且在濃度過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致肺水腫,嚴(yán)重時(shí)可致人死亡。
控制汽車廢氣反而造成了過(guò)氧化氮濃度上升的原因有二。一是氮的氧化物和過(guò)氧化氮的混和物是在陽(yáng)光的作用下形成的,它們與二氧化碳結(jié)合產(chǎn)生PAN。二是在設(shè)計(jì)污染控制裝置時(shí),汽車公司只考慮到了減少碳?xì)浠衔锖吞蓟锏呐欧拧_@就是改進(jìn)引擎,讓燃料在汽缸中充分燃燒,因此也增加了引擎對(duì)空氣的攝入。這也增強(qiáng)了空氣中的主要成分氮向過(guò)氧化氮的轉(zhuǎn)化。引擎的改進(jìn)減輕了碳?xì)浠衔锏呐欧牛黾恿搜趸呐帕浚@是當(dāng)初意想不到的。當(dāng)時(shí)的統(tǒng)計(jì)是,在洛杉磯,氧化氮的排放量中大約有20%~25%來(lái)自發(fā)電站,約75%~80%來(lái)自機(jī)動(dòng)車。
解決的辦法是,1975年加州要求汽車配備最重要的污染控制裝置——催化轉(zhuǎn)換器,以此既減少碳?xì)浠衔锖吞蓟锏呐欧牛矞p少氧化氮的排放。
當(dāng)然,洛杉磯和加州限制汽車廢氣污染在后來(lái)還采取了其他辦法,從1970年開始,洛杉磯把控制機(jī)動(dòng)車的排污納入到聯(lián)邦的治污范疇,例如,執(zhí)行1970年美國(guó)通過(guò)的《清潔空氣法》,逐步淘汰了汽油中的鉛。20世紀(jì)70~80年代,加州同時(shí)鼓勵(lì)人們使用甲醇和天然氣取代汽油,因?yàn)檫@會(huì)減少一半的汽車煙霧排放量。
歷盡艱辛修成正果
盡管從1943年洛杉磯出現(xiàn)光化學(xué)煙霧后洛杉磯管理部門采取了多種方法,洛杉磯在20世紀(jì)70年代還是被稱為“美國(guó)的煙霧城”,只不過(guò)在采取了種種控污措施后,煙霧排放在逐年好轉(zhuǎn)和減輕。洛杉磯真正擺脫“煙霧城”的恥辱是在2007年,達(dá)到了清潔空氣的標(biāo)準(zhǔn)。從1947年洛杉磯成立統(tǒng)一的空氣污染控制部門到完全獲得藍(lán)天白云,足足經(jīng)歷了60年。
這個(gè)艱難而漫長(zhǎng)的過(guò)程主要在于,洛杉磯制定的是讓經(jīng)濟(jì)效益和藍(lán)天同時(shí)可得的政策,并且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而制定適合本地特點(diǎn)的控污措施,在
有效控污的同時(shí),也能讓公眾享有現(xiàn)代文明生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的益處。
世界各國(guó)大城市控污和改善交通擁堵的重要做法是發(fā)展公共交通,但是,洛杉磯大都會(huì)區(qū)公共交通并不發(fā)達(dá),公共汽車線路少,地鐵只有一條,而且只有17英里(一英里約合1609米)。洛杉磯不修建地鐵的原因在于,地鐵每英里的造價(jià)為3億美元,但輕軌列車的造價(jià)每英里為3000萬(wàn)美元。所以,洛杉磯傾向于后者。到21世紀(jì)初洛杉磯才新增兩條城市輕軌交通。
由于公共交通不發(fā)達(dá),96.6%的洛杉磯人出行靠私家車。而且2000年洛杉磯都會(huì)區(qū)的機(jī)動(dòng)車輛總數(shù)已達(dá)652萬(wàn)輛(是40年代250萬(wàn)輛的2.6倍),到現(xiàn)在接近1000萬(wàn)輛(是40年代的4倍),平均1人1輛車。洛杉磯都會(huì)區(qū)的各級(jí)道路中心線總長(zhǎng)度為34103千米,其中高速公路中心線長(zhǎng)度為848千米,承擔(dān)了52%的交通流量。
如此多的車必然會(huì)造成更多的污染和交通堵塞,一個(gè)統(tǒng)計(jì)表明,從20世紀(jì)80年代到2000年,僅交通堵塞所造成的時(shí)間和燃料浪費(fèi)就讓洛杉磯損失100億美元。而且,由于交通堵塞,機(jī)動(dòng)車多,洛杉磯的空氣污染到了20世紀(jì)90代也并未得到根治。例如,進(jìn)入90年代,洛杉磯市區(qū)內(nèi)臭氧濃度仍達(dá)到200PPB(200/10億)左右,超過(guò)美國(guó)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(120/10億)。1990年~1993年,洛杉磯市分別有118、111、130和102天的臭氧濃度超過(guò)全美警戒標(biāo)準(zhǔn)。
這些情況為洛杉磯的控污和緩減交通擁堵帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。對(duì)此,洛杉磯同樣從管理和技術(shù)兩方面改善交通和控污。最重大的一個(gè)措施是,制定法規(guī)讓人們最大限度地合理使用私家車,由此也減少了擁堵和排污,這就是實(shí)施和鼓勵(lì)使用共乘車道,而這個(gè)措施在1984年洛杉磯奧運(yùn)會(huì)之前就實(shí)施了,直到今天還在有效使用。做法是,將高速公路的最快一條左方車道改為共乘車道,只有兩人或者三人以上共用一輛車的情況下才可以使用,單人開車使用共乘車道要罰款271美元。這條快車道比其他道路更快,而且可以到達(dá)洛杉磯市中心任何地方。
同時(shí),洛杉磯市政府專設(shè)一個(gè)辦公室,撥出專用800免費(fèi)號(hào)碼,任何想要共乘車的人,不管是提供車輛還是自己想搭乘他人的車,都可以打這個(gè)電話,由交通局的專業(yè)人員負(fù)責(zé)為共乘者配對(duì)。2003年的統(tǒng)計(jì)是,洛杉磯都會(huì)區(qū)擁有單向共乘車道約610千米,每天有50萬(wàn)共乘者使用。預(yù)計(jì)未來(lái)25年會(huì)增加320千米共乘車道,每天將有100萬(wàn)以上共乘者使用。
另一方面,洛杉磯不僅沿用過(guò)去限制機(jī)動(dòng)車排污的技術(shù)手段,而且還在研發(fā)新的技術(shù)手段并有效使用。在洛杉磯市出售的汽車必須是清潔的,在1994年后,更要求出售的汽車全部安裝“行駛診斷系統(tǒng)”,即時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車的工作狀態(tài),一旦車輛廢氣超標(biāo),就可以被監(jiān)測(cè)到,可讓其及時(shí)脫離排污狀態(tài)和接受維修。同時(shí),洛杉磯要求機(jī)動(dòng)車的燃料泵上裝配橡皮套,套內(nèi)的填充裝置可以減少汽油蒸氣逸出而污染空氣。
此外,洛杉磯還注重開發(fā)應(yīng)用智能交通系統(tǒng),提高交通系統(tǒng)管理水平,以減少堵車和機(jī)動(dòng)車污染。例如,減少紅綠燈,以停車牌來(lái)替代。停車牌是一種8角形的紅色交通標(biāo)識(shí)牌,豎立在從小街道到主要街道或小街道與小街道的交叉路口,駕車者見(jiàn)到停車牌后要將車停在停車線前,看清楚橫在前面的街道上沒(méi)有車輛行駛,確保可以安全通過(guò)時(shí)才能通過(guò)或轉(zhuǎn)入橫在前面的街道。在交通不繁忙,車流量不大的交叉路口使用停車牌比用紅綠燈的好處更多,能保證與多條小街道交叉的主要街道的暢通,同時(shí)提高小街道交叉路口的通車效率。同時(shí),在洛杉磯啟用了自動(dòng)交通監(jiān)測(cè)和控制中心后,該自動(dòng)車輛監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)較之傳統(tǒng)技術(shù),平均減少12%的出行時(shí)間,32%的交叉路口耽誤和30%的交叉路口不必要停車。
另外,洛杉磯市政府也通過(guò)低息貸款和補(bǔ)貼的方式鼓勵(lì)人們嘗試使用清潔燃料汽車。
通過(guò)艱難而漫長(zhǎng)的努力,今天洛杉磯終于實(shí)現(xiàn)了藍(lán)天與車輛共存的局面,并且交通不再擁堵。
【責(zé)任編輯】張?zhí)锟?/p>