净化空气

文/阿碧

净化空气

Clean Air

文/阿碧

在今年的两会期间，空气污染成为了大家普遍关注的焦点话题之一。虽然空气污染有自然的因素，但是更多的因素是“人祸”。要想获得清洁的空气，除了提高人们的道德水准外，更重要的是以现代科学技术研究成果为依据，制订出符合社会经济可持续发展的大气方面法律法规。

减少空气中看不见的微型杀手

曾经有很长一段时间，我们在谈到空气污染时都是说那些看得见和闻得到的污染物，比如工厂大烟囱内冒出的黑烟，化工厂附近刺鼻的气味。近年来，科学家发现一些看不见也闻不到的物质对人体健康危害也很大，比如目前国内外备受关注的PM2.5(大气中粒径小于或等于2.5um的颗粒物）就属于这种物质的代表。

由于PM2.5十分细小，就有可能穿透肺泡进入血液循环，随着血液流向人体多个器官，其粉尘本身或其中包裹的有毒物质会危害人体器官。世界卫生组织公布的统计数据显示，由于空气污染严重，部分国家及地区的空气中所含悬浮微粒超过标准值15倍，以致全球每年死于空气污染者达200余万人。

美国国家老龄问题研究所的研究人员对1.5万名老年人进行调查后发现，城镇中较高水平的空气污染将使50岁以上人群的大脑提前变老，提前时间多达3年。研究人员利用磁共振扫描仪对这些老人的大脑进行扫描，结果发现一些生活在污染区的老人的大脑中沉积了一些PM2.5。研究人员分析，这些沉积在脑部的细微粉尘会导致老人的思维能力下降，导致大脑提前衰老。PM2.5穿透肺泡进入血液，在流经大脑时“滞留”在脑部，危及人体大脑健康。

以往的一些研究还表明，占大气污染物比重越来越大的汽车尾气对儿童脑部发育危害也很大。由于汽车尾气多聚集在1.5米以下的区域，因此，幼儿吸入的汽车尾气量为成人的2倍，不利于脑部的正常成长和发育。在汽车尾气的各种污染物中，含铅的PM2.5对孩子的危害尤为严重，会导致孩子稚嫩的神经细胞受损，致使感觉、心理等功能发生异常，出现烦躁、嗜睡、多动、注意力分散、食欲不振、便秘、失眠等症状。

法国巴黎心血管研究中心研究人员发现，呼吸受污染空气几天后，人们遭遇心肌梗塞的概率会增加。研究结果表明，如果某个城区每立方米空气中的PM2.5浓度增加10微克，这一地区居民一星期后遭遇心肌梗塞的概率增加1%～3%。研究人员表示，人们呼吸受污染空气后，PM2.5会穿透肺泡并随血液流到心脏。这些细小粉尘不仅危害心脏，还可能影响血管的扩张和收缩能力，进而影响血压。存在于心血管中的PM2.5对常人来说可能危害不大，但是对于那些心脏病患者来说影响就大得多了。

随着科学研究的深入，人们对PM2.5危害的认识也越来越深入，这就让立法者制订有关PM2.5的法律法规有了技术依据。美国是世界上第一个将PM2.5加入国标的国家。1963年，美国国会通过了《清洁空气法》（Clean Air Act）。1971年，美国《国家环境空气质量标准》就已颁布。直至1997年，PM2.5才第一次纳入美国国标，达标计划并没有立刻出台。各地监测网络的建设也经过了漫长的时间。因为当时各地虽有常规的环境空气质量监测站，但对于PM2.5某些成分的采样方法和仪器还有待完善，不同类型PM2.5的采用仪器的一致性也存在差异。直到2000年，PM2.5的监测网络才逐步建立，如今美国已有上千个PM2.5的监测点，研究者可以从美国环保局的网站上下载各站点的监测数据。

研究人员发现PM2.5令大脑受损

科学研究的深入让立法者不断修订和细化相关法规。在2005年的《空气质量准则》中，世界卫生组织提出了PM2.5的空气质量准则值，但颗粒物和人体健康间的不确定性非常大，这意味着并不是低于准则值就会避免对人体的危害。这种不确定性促使美国国会增加了研究经费，哈佛大学、纽约大学等颗粒物研究中心相继成立，1999-2016年间三个阶段的科研总经费超过1亿美元。而民间机构也积极开展相关研究，如肺协会每年都会发布针对空气的专题报告，他们的《2012空气状况》中就认为，对于41%的美国人而言，臭氧或颗粒物浓度处于不健康水平。

汽车尾气成为城市中越来越主要的PM2.5污染源

这些研究对空气标准的修订起到参考作用，而对于颗粒物的研究已逐渐深入，从一开始关注粒径大小（如10微米和2.5微米）转变为成分和来源研究。美国已有研究发现源于交通排放的颗粒物对死亡率的影响大于燃煤来源，而自然来源（土壤、岩石）的细颗粒物与人群死亡率的变化无关。为此，美国立法者下一步将针对PM2.5的不同来源制订不同的排放标准。

禁止氟利昂以补臭氧空洞

自古就有“女娲补天”的传说，其实，在古人的眼中，天相当大一部分就是我们头顶的大气层。如果天塌了下来，那将是最重大的事件了。现在，天倒没有塌下来，却“漏”了，这个漏的地方就是南极的臭氧洞。

在我们所居住的地球周围，环绕着一层大气，这层大气是产生生命的基本要素之一。大气中的主要成分是氮和氧，也还有少量的氩、二氧化碳、水蒸气和臭氧等。大气中臭氧的含量相当低，还不到大气总量的百万分之一。然而，这百万分之一的臭氧对地球生命来说却是不可缺少的。臭氧层能吸收阳光中的大量紫外线，阳光穿过臭氧层后，紫外线的含量就很低了，这样就可以防止地球生命受到紫外线的直接毒害。

包围着地球的大气，其特性会随离地的高度不同而有所变化。科学家按照气温的变化情况，划分了大气的垂直结构。最接近地表的是“对流层”，其次是“平流层”、“中间层”、“热成层”和“逸散层”。在离地10～50公里的平流层中，集中了大气中的90%的臭氧，其中在离地25～30公里高处，臭氧浓度值达到最高，这个范围的空间被科学家称为“臭氧层”。

直到20世纪70年代，研究人员才开始觉察到一些人为的因素可能破坏臭氧层。当时，许多科学家和环保工作者担心，新兴的超音速航空器在平流层中排放的大量氮氧化合物、硫化物和水蒸气会破坏臭氧层。1972年，美国国家航空航天局承认，他们的航天飞机上的发动机曾将含氯的化合物直接排放到平流层，可能对臭氧层造成破坏。1974年，美国加州大学的研究人员莫里纳和罗兰德发表论文称，他们研究出了破坏臭氧层的科学原理，认为氟利昂是破坏臭氧层的罪魁祸首。他们的论文发表后没有获得足够的重视，直到1995年，两人才因为这个重要的成果获得当年的诺贝尔化学奖。

氟利昂是科学家在20世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当做制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品等领域。20世纪80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。人们所消费的氟利昂至少有70%进入了大气中，几十年的排放导致了大气中积聚了大量的氟利昂，而且这种化合物非常稳定，可以在空气中呆上40～150年。

虽然莫里纳和罗兰德两位科学家发表了氟利昂破坏臭氧层的论文，最初没有引起政府的重视，但是引起了大众媒体的关注，《纽约时报》和《时代周刊》杂志对氟利昂破坏臭氧层作了大篇幅的报道。这样一来，大众开始掀起了抵制氟利昂的运动。1985年，科学家通过卫星发现了南极上空的臭氧洞，引发了再次抵制氟利昂的运动。这一年，国际环保组织举行会议，通过了保护臭氧层的《维也纳条约》。

1987年，国际环保组织通过了《蒙特利尔议定书》，限制氟利昂的生产。从那以后，国际环保组织不断地修改保护臭氧层的议定书，加强对氟利昂生产的限制。这些国际协议生效之后，各国针对本国的实际情况制订了相关的法规。澳大利亚英联邦科学与工业研究组织研究员保罗·弗雷泽说，《蒙特利尔议定书》限制氟利昂排放的规定已经取得效果，大气中的氟利昂水平正在下降，南极上空的臭氧洞有望在2050年前闭合。

氟利昂导致南极上空出现臭氧空洞（图片中蓝色部分）

根据《蒙特利尔议定书》及其后续修正书，发达国家从1996年起已经禁止生产和使用含有氟利昂的制冷剂、发泡剂，而我国在协议中原定2007年起对此类物质的使用削减85%，2010年完全停止生产和消费。2004年11月，我国出台《中国Halon/CFCs/CTC生产加速淘汰计划》，主动将 “禁氟大限”从原定的2010年提前到了2007年7月1日。

减排温室气体以减少极端天气

我们头顶的大气层有数万米厚，即使有黑乎乎的烟柱进入其中，也很快就不见了。这种现象一度令人以为天空是个可无限容纳废气的垃圾场。然而，当全球变暖加剧和极端天气越来越多时，人们才逐渐意识到天空不会“一声不吭”地承受所有污染，它不断以极端天气的形式向我们“示威”。

目前，绝大多数科学家都同意这样一个观点——近一百年来，人类活动导致了大气中温室气体增多，从而令全球变暖加剧。其实，温室气体增多导致的气候变化并非全球平均气温上升那么简单，它更大的危害在于导致大雪、暴雨、台风、尘暴、冰雹、干旱等极端天气增多。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）多次发表《气候变化评估报告》，给全人类敲响了警钟：到本世纪末，由于二氧化碳等温室气体的排放，全球地表将平均增暖1.1～6.4摄氏度，海平面相应上升0.18～0.59米；同时，高温、热浪、强降水事件的发生频率很可能会增加，热带气旋（包括台风和飓风）的强度可能会增强。

气候变化是一个非常复杂的过程，影响气候变化的因素很多。只有找到极端天气增多的真正原因，我们才能根据研究结果找到合理的对策。当然，在此之前，我们不能无动于衷，采取适当的防范措施才能有利于人类的可持续发展。大气不像土壤那样是有区域或国界的，一阵风暴就可以轻易把温室气体从一个国家吹向千里之外的另一个国家。因此，有识之士号召世界各国都要减少温室气体的排放，以便共同应对气候变化，各种国际性的气候组织也在不断为之付出努力。

早在1992年，联合国就举办了联合国气候变化框架大会，由190多个国家签署了《联合国气候变化框架公约》，以期将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上，从而使生态系统能够自然地适应气候变化、确保粮食生产免受威胁并使经济可持续地发展。1994年3月21日，《公约》正式生效。此后的近20年来，联合国气候变化框架大会的缔约方会议每年召开一次，希望达成世界各国协力减排以拯救人类的共识。

1997年12月，在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议上，通过了旨在限制发达国家大气保温气体排放量以抑制全球气候变暖的《京都议定书》。其目标是“将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平，进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害”。根据《京都议定书》的相关规定，发达国家从2005年开始承担减少碳排放量的义务，而发展中国家则从2012年开始承担减排义务。目前，全球已有141个国家和地区签署《京都议定书》,其中包括30个工业化国家。

减排的重要方法是节能，因此在政府文件以及法律法规中，减排往往和节能并列在一起。我国各级政府高度重视节能减排工作，紧紧围绕节约能源出台了一系列法律法规，主要是《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》。

栏目主持人：刘雨 lymjcfy@163.com

链接：美国如何用法律控制空气污染

在一些国家的经济发展过程中，不可避免地要出现发展与环保之间的矛盾，解决这个矛盾就得靠严格的法律法规。美国曾经历过严重的大气污染。第二次世界大战以后，美国工业及交通业迅猛发展，能源消耗量激增，大气污染十分严重，震惊世界的八大公害事件中就有两件发生在美国。1955年，美国制定了第一部联邦大气污染控制法规——《1955年空气污染控制法》，此后又出台了《1960年空气污染控制法》、《1963年清洁空气法》、《1965年机动车空气污染控制法》、《1967年空气质量法》。

然而，上述各项立法都未能有效控制美国的空气污染，主要原因是缺少有效的管理体制，州和联邦政府在标准和法律的执行等问题上存在较大矛盾。另一重要原因是州政府出于地方利益考虑，对空气污染控制采取消极态度。为有效控制空气污染，国会于1970年通过了具有划时代意义的《清洁空气法》，该法大大加强了联邦政府的权力，美国环保局也于1970年宣告成立。此后，《清洁空气法》经多次修改和完善，其中重要的两次修订是在1977年和1990年。《清洁空气法》是美国控制大气污染的基本法律依据。

美国《清洁空气法》建立了“州政府独立实施原则”，依据该原则，各州政府根据国家空气质量标准，在其辖区内独立履行空气质量监管职责。州政府是《清洁空气法》的执行者，对治理大气污染起到了至关重要的作用。1960年，美国加州率先立法控制汽车排污，其标准由加州空气资源委员会（简称CARB）制定的。美国其他州可用CARB的标准，也可用美国环境保护局（简称EPA）的标准。美国不断强化、提高汽车排污标准，现行的EPA 2010标准是目前全球最严格的尾气排放法规之一。比如，对重型车用柴油机的标准，氮氧化物和颗粒物排放限值几乎趋近于零，大大严于欧洲标准。