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陶短房的博客

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日志

 
 

雾霾的前世今生   

2016-01-12 09:21:58|  分类: 杂七杂八的过期媒 |  标签: |举报 |字号 订阅

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雾霾的前世今生

 

曾几何时,北京城空气质量最差的季节是春季,主要污染源是北风夹带来的蒙古高原风沙。随着“三北”防护林工程收到成效,春季风沙的威力已被许多年青一代的北京人所淡忘,相反,“雾霾”、“PM2.5”等以前并不那么“朗朗上口”的大气污染术语,成了今天人们谈虎色变的空气污染源,且在短短几年间席卷半个中国,甚至“冲出亚洲、走向世界”,让韩国、日本甚至美国、加拿大的西海岸,都尝到了不请自来“中国霾”的滋味。

对于中国雾霾的“输出”,国际间自然说什么的都有,有指责埋怨的,也有不惜倒贴资金技术要帮着赶紧整改的,这种惟恐中国空气污染“流毒境外”的心情当然大可以理解,不过认真考究起来,现代主要空气污染实际上是工业化、城市化不受欢迎的“副产品”,工业化国家要远比在这方面一度后进很多的中国,更早尝到雾霾和空气污染的滋味。

 

从伦敦的“雾都”名头说起

 

英国是世界工业革命的先驱,蒸汽机、铁路、都市集中供暖,以及现代化的纺织业、钢铁业和造船业,无不围绕着一个“煤”字展开。

如今我们业已知道,燃煤会产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化氯和粉尘等有害气体和悬浮颗粒,是重要的空气污染源,然而当时正沉浸在工业化喜悦中的人们却对此或浑然不觉,或不以为意。伦敦地处中高纬度的大陆西侧沿海,冬季经常为高气压所控制,造成各种燃煤所产生的污染物在城市上空郁积不散,形成持久的雾霾天气。在18-19世纪时,世人尚对空气污染懵懵懂懂,将这种动辄持续整月的雾霾视作自然形成的雾天,甚至看成伦敦固有的“标志性景观”,并给伦敦起了个“雾都”的名号。

自19世纪中叶至20世纪50年代,伦敦先后发生了10次以上的大规模雾霾事件,许多伦敦居民因呼吸道系统疾病感到不适,甚至导致死亡,但并未引起足够重视,直到“伦敦烟雾事件”(London Smog Disasters)的发生。

事件发生在1952年,这年12月5日,伦敦被严寒所笼罩,远较寻常浓厚的雾霾也从天而降,一直持续到10日。在这令人窒息的一周里,不断有患支气管炎、支气管肺炎等呼吸道系统疾病者被送入医院,其中老人、幼童、慢性病患者等身体虚弱人群在呼吸系统疾病的雪上加霜下纷纷死亡,在“雾霾周”中总计死亡人数多达4000余,其中支气管炎死亡704人,冠心病281人,心脏衰竭244人,结核病77人……加上此后一段时间陆续不治者,总死亡人数高达1.2万以上。此后10年间,严重雾霾侵袭事件又在伦敦爆发了12起之多。

“伦敦烟雾事件”的最重大污染源是硫氧化物,之所以在12月集中发生,是因为伦敦市民集中使用煤炭取暖,当时密集分布在伦敦市郊的火电厂、内燃机车,以及刚刚经历更新换代实现内燃机化的伦敦市内公共汽车,则成为更大的“造雾机”,而1952年底适逢罕见的高气压来袭,有害气体被高气压冷气团压制,无法发散,遂造成了惨剧。

硫氧化物雾霾是蒸汽机和燃煤时代的产物,不仅英国,二战前的欧陆工业化地区也时有发生,其中比利时马斯河谷事件是世界上较早有明确记载的空气污染事件。

事件发生在1930年12月1-5日,当时比利时马斯河谷是西欧著名工业区,以钢铁、机械、化学等重工业和“重型轻工业”闻名于世,因此也集聚了大量的蒸汽机、火电厂和锅炉,可谓烟囱林立。这年冬天同样是严寒伴随高气压的特殊天气,剧增的取暖需求加上有害气体被冷高压压制难以散开,大量二氧化碳、二氧化硫和粉尘让本就空气对流不畅的马斯河谷数日间被迷雾所笼罩,导致许多人呼吸困难、咳嗽、胸闷、眼睛灼痛……据统计“马斯河谷事件”导致60多人直接死亡,由于当时人们对大气污染认识不足,应对和记载缺乏系统和经验,因此实际人数可能大得多。

 

光化学烟雾与美国

 

二战后世界工业和经济中心迅速转移到美国,相应的,“工业化副产品”——空气污染也跨过大西洋东移。1948年,匹兹堡东南39公里莫农加希拉河谷小镇多诺拉,发生了著名的“多诺拉烟雾事件”(1948 Donora smog)。

多诺拉集中了一些高污染工厂,包括美国钢铁的锌车间、线材厂,以及大型燃煤电厂等,1948年10月27日,当地出现了反常的“逆温层”气候,高空的冷气团和高气压将低空的暖空气牢牢压制,导致上述工厂排放的含氮、硫、氟等有毒气体和粉尘无法发散,自27日至31日,整个城市被恐怖的厚重黄色刺鼻烟雾所笼罩,全城有20人在烟雾事件期间死亡,50人不久后死亡,1.4万居民中25-50%的人患上呼吸道疾病,此后十几年间这一带的死亡率仍远高于周边地区。

在此之前美国东北部已发生过1939年“圣路易斯烟雾事件”等空气污染事件,美国人对冬季雾霾的危害已有所了解,却对特殊气候条件下10月雾霾的来袭猝不及防,遂造成《纽约时报》所谓“美国历史上最惨重的空气污染灾难”。

然而“煤烟雾”和后来居上的光化学烟雾(Photochemical smog)相比,只能算小巫见大巫。

如果说燃煤雾霾是蒸汽机时代的产物,那么光化学烟雾则是内燃机时代和汽车文化的附生品。这种光化学烟雾的主要成分,包括二氧化氮、对流层臭氧,挥发性有机化合物,硝酸过氧化乙醘,以及醛类、酮类等,大多为汽车尾气所排放,这些污染物在大气中经紫外线照射,发生光化学反应,形成具有特殊颜色和气味的烟雾,这种烟雾可以刺激眼睛和上呼吸道,伤害植物、作物,并使室外能见度降低,危害交通安全。

光化学烟雾的“原产地”不是别处,正是汽车文化最发达的美国,其中加州洛杉矶和圣华金河谷,因为汽车密集(1943年洛杉矶就有250万辆汽车,每天燃烧1100多吨汽油,并产生大量温室气体和悬浮物),加上地处四面环山的低海拔盆地,成为臭名昭著的“光化学烟雾之都”。

1943年7月26日,洛杉矶第一次被光化学烟雾所笼罩,由于当时正处于二战期间,惊恐万状的居民误以为日本发动化学武器偷袭,产生了巨大的混乱。这次光化学烟雾来袭,也是世界上最早有明确记载的光化学烟雾大气污染。

而1952、1955年和1970年的两次光化学污染,则成为洛杉矶市永远的痛:1952年的光化学污染发生在大气污染高发的12月,全市65岁以上老人因呼吸道疾病发作死亡400人以上;1955年,光化学污染在盛夏9月突然来袭(这也是有史记载恶性空气污染第一次发生在夏季),猝不及防的洛杉矶人在短短两天内又死亡400多名老弱病残;1970年的光化学污染灾害,覆盖面积遍及大半个加州沿海,导致农作物损失2500万元,75%洛杉矶市民患上眼科疾病。

 

污染的转移

 

耐人寻味的是,空气污染的重心会随着工业化的发散和转移,而随之移动。

二战后迅速发展起来的日本就是一个典型:在一片废墟中高速复兴的日本,其空气污染的“发展”速度也“超英赶美”。

1960年,日本三重县四日市突然成为哮喘高发地带,当时正沉浸在“争分夺秒重建”中的日本人对此不以为意,但自那以后的12年间,四日市及周边地区的哮喘等呼吸道疾病发病率扶摇直上,城市也不时被浓密的雾霾所笼罩。

经调查发现,这里集中了大量燃煤产业和火电厂,排放出许多类似伦敦雾霾成分的硫氧化物,致使和伦敦远隔万里的四日市,居然发生了和雾都伦敦相似的燃煤雾霾,并成为上世纪60-70年代日本“四大公害事件”之一。

由于跳跃式发展,日本的大气污染也“跳跃式”地迅速从燃煤雾霾“进化”到光化学烟雾时代,1970年7月8日,当时已成长为千万级人口城市的东京都发生了大规模光化学烟雾和二氧化硫废气污染事件,导致上万人受害。

缘何“雾都”会转移?

如前所述,“雾都”的转移是和工业化传播轨迹一脉相承的:最早进入蒸汽时代和工业化时代的英国、德国,也因燃煤、煤炭发电和大工业而出现第一批“雾都”;汽车文化最发达的美国则成为光化学烟雾的“故乡”;战后日本产业的腾飞,让它接过“雾都”接力棒;而中国的“雾都”,则大多在改革开放后经济腾飞的20多年里陆续“打响知名度”,随着工业化链条的继续延伸,“雾都”的名头还会向更后起的国家城市发展。

而另一方面,最早受害的工业化国家也是最早下大力气投入空气污染治理的。

 

道高一丈

 

其实早在1891年,英国就有人引述公共健康(伦敦)法案,对重空气污染排放企业进行投诉,一些有识之士也努力推动将“禁止工厂烟囱冒黑烟”写入了法规,但支持“先发展后治理”的声音仍然占上风,他们以“95%的黑烟是居民取暖壁炉燃煤造成”为由拒绝整改,而不论法律或环保人士对此却束手无策。

“伦敦烟雾事件”让英国人猛省,1956年世界上第一部真正意义上的全国性专门大气污染规管法规——《清洁空气法》(Clean Air Act 1956,1993年被新版同名法规替代)诞生,对家庭和工厂燃煤实行严格限制,包括市区不允许保留电厂,工厂烟囱必须达到特定高度,市民生活用炉灶必须“去煤炭化”,以及进一步推广集中供暖以取缔壁炉等。1968年以后英国进一步出台一系列旨在减少废气排放的法规,1980年以后则将治理汽车尾气当作重点,1995年起,根据93版《清洁空气法》,制订了全国空气质量战略,要求各城市定期进行空气质量环评并限期达标。2003年,伦敦市还曾推出争议极大的“私家车拥堵费”……自1965年起,伦敦就甩掉了“雾都”的帽子,至1985年全年有雾天数从以前的几十天减少至不到5天。

美国早在19世纪末就有东北部个别城市推出了地方性空气污染治理法规,但效果并不显著。随着洛杉矶光化学污染事件的发酵,美国的环保意识显著增强,1970年12月31日,《清洁空气法案》(Clean Air Act)签署生效,第二年,美国《国家环境空气质量标准》(NAAQS)首次规定了《颗粒物环境空气质量标准》。

这一标准仍是以空中悬浮物(TPS)为基准空气污染物,适于监控传统的、因燃煤而导致的雾霾天气,但对于类似1970年加州光化学烟雾危机那样的、由粒径较小颗粒物所引发的空气质量问题,如光化学烟雾污染,则难以起到应有的作用。

1984年,美国环保局提出正式建议,希望将PM10作为基准空气污染物,取代原有的TPS,1987年,美国通过修改《国家环境空气质量标准》中的《颗粒物环境空气质量标准》,正式引入PM10概念,即年平均50微克/立方米,和24小时平均150微克/立方米的浓度标准。同时,原有的TPS标准仍然延续。

许多环境专家研究后认为,PM10所监测的颗粒物仍然粒径较大,对更细小的空气中颗粒物污染无力监测,应该在《颗粒物环境空气质量标准》中引入PM2.5的新基准空气污染物参数。1997年,新修改的《颗粒物环境空气质量标准》加入了PM2.5的指标,即年平均0.015毫克/立方米,和24小时平均0.065毫克/立方米,原PM10标准不变。

因PM2.5标准实施成本过高,尽管此后近10年里,美国几乎每年修改NAAQS,但直到2006年,《颗粒物环境空气质量标准》才进行了诞生以来的第三次修订,取消了PM10年平均值参数,将PM2.5的24小时平均指标提高到0.035毫克/立方米。

至此,美国《颗粒物环境空气质量标准》的参数基本固定:PM10的24小时平均指标0.15毫克/立方米,无年平均指标;PM2.5的24小时平均指标0.035毫克/立方米,年平均指标0.015毫克/立方米,成为公认的国际间空气污染治理法规“标杆”。

“后起”国家日本也在经历“四大公害事件”后痛定思痛,于1967年通过《公害对策基本法》,放弃了战后一直尊奉的“经济优先”原则,1968年生效《大气污染防止法》,并在1970、1972和1974年三次大幅度修订,在世界上首创了硫氧化物总量限制原则。

然而“道高一丈”又谈何容易。

正如美国乔治亚大学环境历史学家斯蒂芬.麦赫姆(Stephen Mihm)等所指出的,法制法规仅是“减排”和治理空气污染的一环,真正行之有效,则要依赖产业转移、科技进步和生活方式改变,如伦敦,虽然早在100多年前就努力立法限制有害气体排放,但直到上世纪70年代传统产业转型和生活方式改变,才真正收到效果;烟囱密集、历史上是著名“雾区”的德国鲁尔区,则是在战后核能取代传统褐煤发电后,污染治理才真正收到显著效果;至于美国,自最后一次洛杉矶大规模光化学污染事件发生至今,洛杉矶私家车数量增长到原先的3倍,尾气排放却同比减少75%,这应归功于新技术的普及和推广。

然而很多时候高大气污染、高排放的产业和污染源并非被消灭,而只是“转移”了,转移到更穷、更“后发”的国家和地区,而大气污染也随之扩散——这就是为什么中国、东南亚、拉美乃至非洲等地,自上世纪80年代以后大气污染现象“突飞猛进”的奥秘所在。

如今这种“雾都转移”还在延续,智利的圣地亚哥、越南的胡志明市,甚至印尼的雅加达,都开始出现了光化学烟雾的魔影,除非《巴黎协定》所重申的、由发达国家向发展中国家提供污染治理技术、资金的措施能切实生效,且新兴国家能够找到既不增加空气污染、又不妨碍追赶“先进”的“绿色发展道路”,否则这种“霾的转移”还会持续 ,且可能因“先发”的新兴国家加入落后产能转移行列,变得更加严峻。

 

 

 

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