凈化空氣

文/阿碧

凈化空氣

Clean Air

文/阿碧

在今年的兩會期間，空氣污染成為了大家普遍關注的焦點話題之一。雖然空氣污染有自然的因素，但是更多的因素是“人禍”。要想獲得清潔的空氣，除了提高人們的道德水準外，更重要的是以現代科學技術研究成果為依據，制訂出符合社會經濟可持續發展的大氣方面法律法規。

減少空氣中看不見的微型殺手

曾經有很長一段時間，我們在談到空氣污染時都是說那些看得見和聞得到的污染物，比如工廠大煙囪內冒出的黑煙，化工廠附近刺鼻的氣味。近年來，科學家發現一些看不見也聞不到的物質對人體健康危害也很大，比如目前國內外備受關注的PM2.5(大氣中粒徑小于或等于2.5um的顆粒物）就屬于這種物質的代表。

由于PM2.5十分細小，就有可能穿透肺泡進入血液循環，隨著血液流向人體多個器官，其粉塵本身或其中包裹的有毒物質會危害人體器官。世界衛生組織公布的統計數據顯示，由于空氣污染嚴重，部分國家及地區的空氣中所含懸浮微粒超過標準值15倍，以致全球每年死于空氣污染者達200余萬人。

美國國家老齡問題研究所的研究人員對1.5萬名老年人進行調查后發現，城鎮中較高水平的空氣污染將使50歲以上人群的大腦提前變老，提前時間多達3年。研究人員利用磁共振掃描儀對這些老人的大腦進行掃描，結果發現一些生活在污染區的老人的大腦中沉積了一些PM2.5。研究人員分析，這些沉積在腦部的細微粉塵會導致老人的思維能力下降，導致大腦提前衰老。PM2.5穿透肺泡進入血液，在流經大腦時“滯留”在腦部，危及人體大腦健康。

以往的一些研究還表明，占大氣污染物比重越來越大的汽車尾氣對兒童腦部發育危害也很大。由于汽車尾氣多聚集在1.5米以下的區域，因此，幼兒吸入的汽車尾氣量為成人的2倍，不利于腦部的正常成長和發育。在汽車尾氣的各種污染物中，含鉛的PM2.5對孩子的危害尤為嚴重，會導致孩子稚嫩的神經細胞受損，致使感覺、心理等功能發生異常，出現煩躁、嗜睡、多動、注意力分散、食欲不振、便秘、失眠等癥狀。

法國巴黎心血管研究中心研究人員發現，呼吸受污染空氣幾天后，人們遭遇心肌梗塞的概率會增加。研究結果表明，如果某個城區每立方米空氣中的PM2.5濃度增加10微克，這一地區居民一星期后遭遇心肌梗塞的概率增加1%～3%。研究人員表示，人們呼吸受污染空氣后，PM2.5會穿透肺泡并隨血液流到心臟。這些細小粉塵不僅危害心臟，還可能影響血管的擴張和收縮能力，進而影響血壓。存在于心血管中的PM2.5對常人來說可能危害不大，但是對于那些心臟病患者來說影響就大得多了。

隨著科學研究的深入，人們對PM2.5危害的認識也越來越深入，這就讓立法者制訂有關PM2.5的法律法規有了技術依據。美國是世界上第一個將PM2.5加入國標的國家。1963年，美國國會通過了《清潔空氣法》（Clean Air Act）。1971年，美國《國家環境空氣質量標準》就已頒布。直至1997年，PM2.5才第一次納入美國國標，達標計劃并沒有立刻出臺。各地監測網絡的建設也經過了漫長的時間。因為當時各地雖有常規的環境空氣質量監測站，但對于PM2.5某些成分的采樣方法和儀器還有待完善，不同類型PM2.5的采用儀器的一致性也存在差異。直到2000年，PM2.5的監測網絡才逐步建立，如今美國已有上千個PM2.5的監測點，研究者可以從美國環保局的網站上下載各站點的監測數據。

研究人員發現PM2.5令大腦受損

科學研究的深入讓立法者不斷修訂和細化相關法規。在2005年的《空氣質量準則》中，世界衛生組織提出了PM2.5的空氣質量準則值，但顆粒物和人體健康間的不確定性非常大，這意味著并不是低于準則值就會避免對人體的危害。這種不確定性促使美國國會增加了研究經費，哈佛大學、紐約大學等顆粒物研究中心相繼成立，1999-2016年間三個階段的科研總經費超過1億美元。而民間機構也積極開展相關研究，如肺協會每年都會發布針對空氣的專題報告，他們的《2012空氣狀況》中就認為，對于41%的美國人而言，臭氧或顆粒物濃度處于不健康水平。

汽車尾氣成為城市中越來越主要的PM2.5污染源

這些研究對空氣標準的修訂起到參考作用，而對于顆粒物的研究已逐漸深入，從一開始關注粒徑大小（如10微米和2.5微米）轉變為成分和來源研究。美國已有研究發現源于交通排放的顆粒物對死亡率的影響大于燃煤來源，而自然來源（土壤、巖石）的細顆粒物與人群死亡率的變化無關。為此，美國立法者下一步將針對PM2.5的不同來源制訂不同的排放標準。

禁止氟利昂以補臭氧空洞

自古就有“女媧補天”的傳說，其實，在古人的眼中，天相當大一部分就是我們頭頂的大氣層。如果天塌了下來，那將是最重大的事件了。現在，天倒沒有塌下來，卻“漏”了，這個漏的地方就是南極的臭氧洞。

在我們所居住的地球周圍，環繞著一層大氣，這層大氣是產生生命的基本要素之一。大氣中的主要成分是氮和氧，也還有少量的氬、二氧化碳、水蒸氣和臭氧等。大氣中臭氧的含量相當低，還不到大氣總量的百萬分之一。然而，這百萬分之一的臭氧對地球生命來說卻是不可缺少的。臭氧層能吸收陽光中的大量紫外線，陽光穿過臭氧層后，紫外線的含量就很低了，這樣就可以防止地球生命受到紫外線的直接毒害。

包圍著地球的大氣，其特性會隨離地的高度不同而有所變化。科學家按照氣溫的變化情況，劃分了大氣的垂直結構。最接近地表的是“對流層”，其次是“平流層”、“中間層”、“熱成層”和“逸散層”。在離地10～50公里的平流層中，集中了大氣中的90%的臭氧，其中在離地25～30公里高處，臭氧濃度值達到最高，這個范圍的空間被科學家稱為“臭氧層”。

直到20世紀70年代，研究人員才開始覺察到一些人為的因素可能破壞臭氧層。當時，許多科學家和環保工作者擔心，新興的超音速航空器在平流層中排放的大量氮氧化合物、硫化物和水蒸氣會破壞臭氧層。1972年，美國國家航空航天局承認，他們的航天飛機上的發動機曾將含氯的化合物直接排放到平流層，可能對臭氧層造成破壞。1974年，美國加州大學的研究人員莫里納和羅蘭德發表論文稱，他們研究出了破壞臭氧層的科學原理，認為氟利昂是破壞臭氧層的罪魁禍首。他們的論文發表后沒有獲得足夠的重視，直到1995年，兩人才因為這個重要的成果獲得當年的諾貝爾化學獎。

氟利昂是科學家在20世紀20年代合成的，其化學性質穩定，不具有可燃性和毒性，被當做制冷劑、發泡劑和清洗劑，廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學品等領域。20世紀80年代后期，氟利昂的生產達到了高峰，產量達到了144萬噸。在對氟利昂實行控制之前，全世界向大氣中排放的氟利昂已達到了2000萬噸。人們所消費的氟利昂至少有70%進入了大氣中，幾十年的排放導致了大氣中積聚了大量的氟利昂，而且這種化合物非常穩定，可以在空氣中呆上40～150年。

雖然莫里納和羅蘭德兩位科學家發表了氟利昂破壞臭氧層的論文，最初沒有引起政府的重視，但是引起了大眾媒體的關注，《紐約時報》和《時代周刊》雜志對氟利昂破壞臭氧層作了大篇幅的報道。這樣一來，大眾開始掀起了抵制氟利昂的運動。1985年，科學家通過衛星發現了南極上空的臭氧洞，引發了再次抵制氟利昂的運動。這一年，國際環保組織舉行會議，通過了保護臭氧層的《維也納條約》。

1987年，國際環保組織通過了《蒙特利爾議定書》，限制氟利昂的生產。從那以后，國際環保組織不斷地修改保護臭氧層的議定書，加強對氟利昂生產的限制。這些國際協議生效之后，各國針對本國的實際情況制訂了相關的法規。澳大利亞英聯邦科學與工業研究組織研究員保羅·弗雷澤說，《蒙特利爾議定書》限制氟利昂排放的規定已經取得效果，大氣中的氟利昂水平正在下降，南極上空的臭氧洞有望在2050年前閉合。

氟利昂導致南極上空出現臭氧空洞（圖片中藍色部分）

根據《蒙特利爾議定書》及其后續修正書，發達國家從1996年起已經禁止生產和使用含有氟利昂的制冷劑、發泡劑，而我國在協議中原定2007年起對此類物質的使用削減85%，2010年完全停止生產和消費。2004年11月，我國出臺《中國Halon/CFCs/CTC生產加速淘汰計劃》，主動將 “禁氟大限”從原定的2010年提前到了2007年7月1日。

減排溫室氣體以減少極端天氣

我們頭頂的大氣層有數萬米厚，即使有黑乎乎的煙柱進入其中，也很快就不見了。這種現象一度令人以為天空是個可無限容納廢氣的垃圾場。然而，當全球變暖加劇和極端天氣越來越多時，人們才逐漸意識到天空不會“一聲不吭”地承受所有污染，它不斷以極端天氣的形式向我們“示威”。

目前，絕大多數科學家都同意這樣一個觀點——近一百年來，人類活動導致了大氣中溫室氣體增多，從而令全球變暖加劇。其實，溫室氣體增多導致的氣候變化并非全球平均氣溫上升那么簡單，它更大的危害在于導致大雪、暴雨、臺風、塵暴、冰雹、干旱等極端天氣增多。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）多次發表《氣候變化評估報告》，給全人類敲響了警鐘：到本世紀末，由于二氧化碳等溫室氣體的排放，全球地表將平均增暖1.1～6.4攝氏度，海平面相應上升0.18～0.59米；同時，高溫、熱浪、強降水事件的發生頻率很可能會增加，熱帶氣旋（包括臺風和颶風）的強度可能會增強。

氣候變化是一個非常復雜的過程，影響氣候變化的因素很多。只有找到極端天氣增多的真正原因，我們才能根據研究結果找到合理的對策。當然，在此之前，我們不能無動于衷，采取適當的防范措施才能有利于人類的可持續發展。大氣不像土壤那樣是有區域或國界的，一陣風暴就可以輕易把溫室氣體從一個國家吹向千里之外的另一個國家。因此，有識之士號召世界各國都要減少溫室氣體的排放，以便共同應對氣候變化，各種國際性的氣候組織也在不斷為之付出努力。

早在1992年，聯合國就舉辦了聯合國氣候變化框架大會，由190多個國家簽署了《聯合國氣候變化框架公約》，以期將大氣中溫室氣體的濃度穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾的水平上，從而使生態系統能夠自然地適應氣候變化、確保糧食生產免受威脅并使經濟可持續地發展。1994年3月21日，《公約》正式生效。此后的近20年來，聯合國氣候變化框架大會的締約方會議每年召開一次，希望達成世界各國協力減排以拯救人類的共識。

1997年12月，在日本京都召開的《聯合國氣候變化框架公約》締約方第三次會議上，通過了旨在限制發達國家大氣保溫氣體排放量以抑制全球氣候變暖的《京都議定書》。其目標是“將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平，進而防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害”。根據《京都議定書》的相關規定，發達國家從2005年開始承擔減少碳排放量的義務，而發展中國家則從2012年開始承擔減排義務。目前，全球已有141個國家和地區簽署《京都議定書》,其中包括30個工業化國家。

減排的重要方法是節能，因此在政府文件以及法律法規中，減排往往和節能并列在一起。我國各級政府高度重視節能減排工作，緊緊圍繞節約能源出臺了一系列法律法規，主要是《中華人民共和國節約能源法》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》。

欄目主持人：劉雨 lymjcfy@163.com

鏈接：美國如何用法律控制空氣污染

在一些國家的經濟發展過程中，不可避免地要出現發展與環保之間的矛盾，解決這個矛盾就得靠嚴格的法律法規。美國曾經歷過嚴重的大氣污染。第二次世界大戰以后，美國工業及交通業迅猛發展，能源消耗量激增，大氣污染十分嚴重，震驚世界的八大公害事件中就有兩件發生在美國。1955年，美國制定了第一部聯邦大氣污染控制法規——《1955年空氣污染控制法》，此后又出臺了《1960年空氣污染控制法》、《1963年清潔空氣法》、《1965年機動車空氣污染控制法》、《1967年空氣質量法》。

然而，上述各項立法都未能有效控制美國的空氣污染，主要原因是缺少有效的管理體制，州和聯邦政府在標準和法律的執行等問題上存在較大矛盾。另一重要原因是州政府出于地方利益考慮，對空氣污染控制采取消極態度。為有效控制空氣污染，國會于1970年通過了具有劃時代意義的《清潔空氣法》，該法大大加強了聯邦政府的權力，美國環保局也于1970年宣告成立。此后，《清潔空氣法》經多次修改和完善，其中重要的兩次修訂是在1977年和1990年。《清潔空氣法》是美國控制大氣污染的基本法律依據。

美國《清潔空氣法》建立了“州政府獨立實施原則”，依據該原則，各州政府根據國家空氣質量標準，在其轄區內獨立履行空氣質量監管職責。州政府是《清潔空氣法》的執行者，對治理大氣污染起到了至關重要的作用。1960年，美國加州率先立法控制汽車排污，其標準由加州空氣資源委員會（簡稱CARB）制定的。美國其他州可用CARB的標準，也可用美國環境保護局（簡稱EPA）的標準。美國不斷強化、提高汽車排污標準，現行的EPA 2010標準是目前全球最嚴格的尾氣排放法規之一。比如，對重型車用柴油機的標準，氮氧化物和顆粒物排放限值幾乎趨近于零，大大嚴于歐洲標準。