第一節 美國

一 環境污染狀況

第二次世界大戰（以下簡稱“二戰”）后的美國，經濟快速發展，城市在短期內集中了大量的工廠企業、生產和生活設施，涌進了大量的人口，建設了大量的建筑物。但是與經濟繁榮相伴隨的是，物質和能量的集中消耗產生了大量破壞環境的污染物質，改變了原有的生態平衡。美國各種污染公害事件層出不窮，其中大氣污染和水污染無疑是十分嚴重的環境污染問題。

隨著美國工業和交通業的迅猛發展，城市工業規模不斷擴大、煤的產量和消耗量逐年上升、汽車數量飛速增加，導致越來越多的廢氣被排放到大氣中。從20世紀40年代起，一系列大氣污染公害事件相繼在美國發生，如多諾拉煙霧事件（見專欄1-1）、洛杉磯光化學煙霧事件（見專欄1-2）。其中，加州洛杉磯市的空氣污染尤其嚴重。40年代初期，洛杉磯機動車數量激增以及煉油廠、供油站等石油的燃燒排放，導致發生了洛杉磯光化學煙霧事件。在1952年12月的一次光化學煙霧事件中，洛杉磯市65歲以上的老人死亡人數達到400多人。1955年9月，由于大氣污染和高溫，短短兩天之內，65歲以上的老人又死亡400余人，許多人出現眼睛痛、頭痛、呼吸困難等癥狀。直到20世紀70年代，洛杉磯市還被稱為“美國的煙霧城”。

專欄1-1 多諾拉煙霧事件

1948年10月27日晨，美國賓夕法尼亞州西部山區工業小鎮多諾拉潮濕寒冷，天空陰云密布，由于一絲風都沒有，空氣無法上下垂直移動，出現逆溫現象。在這種死風狀態下，工廠的煙囪卻沒有停止排放，就像要沖破凝住了的大氣層一樣，不停地噴吐著煙霧。兩天之后，大氣中的煙霧越來越濃，工廠排出的大量煙霧被封閉在山谷中。空氣中散發著刺鼻的二氧化硫（SO2）氣味，空氣能見度極低。隨之而來的是小鎮中6000人突然發病，癥狀為眼病、咽喉痛、流鼻涕、咳嗽、頭痛、四肢乏倦、胸悶、嘔吐、腹瀉等，其中有20人很快死亡。死者年齡多在65歲以上，他們大都原來就患有心臟病或呼吸系統疾病。

多諾拉煙霧事件發生的主要原因是，小鎮上的工廠排放的含有二氧化硫等有毒物質的氣體及金屬微粒在氣候反常的情況下聚集在山谷中積存不散，這些有毒物質附著在懸浮顆粒物上，嚴重污染了大氣。人們在短時間內大量吸入這些有毒的氣體，從而引起各種癥狀。

專欄1-2 洛杉磯光化學煙霧事件

從1943年開始，人們就發現洛杉磯一改以往的溫柔，變得“瘋狂”起來。每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會出現一種彌漫天空的淺藍色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。

光化學煙霧是由于汽車尾氣和工業廢氣排放造成的，一般發生在濕度低、氣溫在24～32℃的夏季晴天的中午或午后。汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大氣中后，在強烈的紫外線照射下，會吸收太陽光所具有的能量。這些物質分子在吸收了太陽光的能量后，會變得不穩定起來，原有的化學鏈遭到破壞，形成新的物質。這種化學反應被稱為光化學反應，其產物為含劇毒的光化學煙霧。

洛杉磯在40年代就擁有250萬輛汽車，每天大約消耗1100噸汽油，排出1000多噸碳氫化合物、300多噸氮氧化合物（NOx）、700多噸一氧化碳（CO）。另外，還有煉油廠、供油站等燃燒石油，這些化合物被排放到陽光明媚的洛杉磯上空，不啻制造了一個毒煙霧工廠。這種煙霧使人眼睛發紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶，頭昏，頭痛。1943年以后，煙霧更加肆虐，以致遠離城市100千米以外的、海拔2000米的高山上的大片松林也因此枯死。僅1950～1951年，美國因大氣污染造成的損失就達15億美元。1955年，因呼吸系統衰竭死亡的65歲以上的老人達400多人；1970年，有75%以上的市民患上了紅眼病。這就是最早出現的新型大氣污染事件——光化學煙霧事件。

二戰之后，美國的用水量和排污量呈現井噴式增長。各種家庭污水和化學物質未經處理或者處理不足進入城市附近的水域，河流和湖泊不可避免地受到污染。以北美伊利湖為例，周邊化工業發展導致大量化學物質通過多種渠道進入湖中，污染物積淀在湖底，造成水藻叢生，魚類大量死亡；伊利湖的重金屬、氯化物、硝酸鹽等不同程度地超標。作為一個完整的生態系統，伊利湖已經被破壞。美國地下水也出現了污染狀況。20世紀40年代，密歇根、紐約等幾個州的井水受到化學物質的污染，到60年代，至少有25個州的地下水受到工業化學物質的污染。20世紀50年代后，各種農用化學品的投入量高速增長，造成了十分嚴重的農業面源污染。美國環保局2003年的調查結果顯示，農業面源污染是美國河流和湖泊污染的第一大污染源，也是造成濕地退化和地下水污染的主要因素。

除了大氣污染和水污染外，美國的土壤污染嚴重性也開始顯露。從20世紀70年代開始，由于經濟發展方式的轉變，美國大量的工業企業搬遷，留下了數量十分龐大的遭受不同程度污染的地塊，也就是污染場地。一些污染場地沒有經過修復直接被再投入市場進行開發，給居住在這些污染場地上的居民身體健康造成嚴重威脅。其中，較為著名的是發生在美國的“拉夫運河”事件。

二 改善狀況

從20世紀70年代開始，盡管美國仍然面臨著經濟快速發展、能源消耗不斷增加、人口不斷集中、汽車大量普及等問題，但是由于美國采取了積極和嚴格的環境保護措施，美國的環境質量有了較大的改善，污染物排放非升反降，而且降幅較大。

（一）大氣污染物排放控制成效

1．SO2排放控制成效

美國的SO2排放趨勢大致分為兩個階段。第一階段是從20世紀初至70年代的工業化階段，經濟增長、能源消耗與SO2排放量的變化呈同步上升趨勢，經濟發展的周期性波動、能源消耗和SO2排放量也有明顯的對應關系。SO2排放量峰值出現在1970年。第二階段從70年代開始，SO2排放量與經濟發展脫鉤，開始呈現持續下降趨勢。1983年，SO2排放量為2052萬噸，十年間減少了29%; 2002年，SO2排放量僅為1392萬噸，三十年間減少了52%（見圖1-1）。

美國環境中的SO2主要來自固定源排放，包括燃煤、燃油和有色金屬冶煉等，其中燃煤發電廠是最主要的排放源。來自交通運輸領域的SO2排放量占比很小，特別是實施低硫燃料標準后，來自交通領域的SO2排放量一直保持較低的水平。

2．NOx排放控制成效

1940～2012年，美國NOx排放變化趨勢如圖1-2所示。有如下特征：①1940～2012年，美國NOx排放總量變化大致經歷了四個階段，快速增加（1940～1970年）—基本不變（1970～1980年）—緩慢減少（1980～1998年）—快速減少（1998～2012年），交通運輸領域NOx排放變化趨勢與全美NOx排放變化趨勢基本一致；②交通運輸是NOx的主要來源之一，2012年來自交通運輸的NOx排放量占到全美NOx排放量的54.8%，公路車輛NOx排放量占到34.6%，交通運輸NOx排放量占全美NOx排放量的最高比例（2009年）為64.8%（公路車輛為42.8%）；③2012年，美國NOx排放量為1116萬噸，相對于1970年，下降了58.5%。

通過技術革新，美國要求機動車安裝催化轉化裝置，嚴格排放標準，1975年后，機動車NOx的排放量逐步降低。2012年相對于1970年，全美NOx排放量減少了1572萬噸，降低了58.49%；交通運輸NOx排放量減少了916萬噸，降低了59.97%。2012年全美NOx的年均濃度相對于1980年降低了60.36%。目前，全美所有地區的NOx濃度均達到了《國家環境空氣質量標準》的要求，自1998年9月22日起，所有未達標區被重新認定為維持達標區（均位于加州南部，包括洛杉磯縣、奧蘭治縣、里弗賽德縣、圣貝納迪諾），無未達標區域。

3．揮發性有機化合物（VOCs）排放控制成效

1940～2012年，美國的VOCs排放變化趨勢如圖1-3所示。有如下特征：1940～1970年，美國的VOCs排放量持續快速增長，之后進入逐年下降階段；交通運輸領域的VOCs排放是全美VOCs排放的重要來源，2012年交通運輸領域VOCs排放占全美VOCs排放的22.48%，1970年達到最高56.26%，之后占比逐年下降；交通運輸領域中，公路車輛排放量最大，占交通運輸排放量的50%以上。

1970年后，美國的VOCs排放量顯著下降，與交通運輸領域的VOCs排放量下降趨勢基本一致（如圖1-3所示）。2012年，全美VOCs排放量為1570萬噸，相對于1970年的排放量，下降了54.76%，低于1940年排放量。在交通運輸領域，美國環保局通過設立燃料揮發性限值，在臭氧濃度不達標的地區銷售新配方汽油等措施控制VOCs的排放量，并取得了良好的效果。1970～2012年，交通運輸領域的VOCs排放量下降了1500萬噸，其中，公路車輛VOCs排放量下降了1496萬噸。1970～2012年，公路車輛排放量下降占全美VOCs排放下降總量的78.81%，在控制交通領域，特別是公路交通領域的VOCs排放量可以有效降低VOCs排放總量。

4．顆粒物（PM）排放控制成效

美國PM排放情況變化如圖1-4和圖1-5所示。可見：①從1940年開始，美國PM10的排放量經歷了基本不變階段—下降階段—上升階段—下降階段，在20世紀80年代，達到PM10的排放高峰，之后逐步下降；②從1990年開始，PM2.5排放量開始持續下降；③目前，PM10和PM2.5排放量已基本穩定。1985～2012年，交通運輸領域的PM10排放量減少了23萬噸，約為1990年交通運輸排放量的32.65%; 1990～2012年，交通運輸領域的PM2.5排放量減少了28萬噸，約為1990年交通運輸排放量的44.42%，顆粒物減排取得了一定的成效。從全美來看，目前，交通運輸領域的顆粒物排放對全美顆粒物排放的貢獻率并不是很高。2012年，來自交通運輸領域的PM10占全美排放總量的2.65%，來自交通運輸領域的PM2.5占全美排放總量的10.94%。

5．CO排放控制成效

美國CO排放情況變化如圖1-6所示。可見：①從1940年開始，美國CO的排放量經歷了逐年上升階段，進入20世紀70年代后，美國的CO排放量呈現持續下降趨勢；②50%以上的CO排放來自交通運輸，最高時曾達到90%以上，其中公路機動車是最主要的排放源；③目前，美國CO尾氣排放得到有效控制，2012年CO排放量為6277萬噸，與1970年相比下降了69%，其中，公路車輛排放量減少了14046萬噸，下降了86%。

（二）水體污染物排放控制成效

20世紀70年代美國水體污染也非常嚴重，70年代后期開始出現好轉。以五大湖為例，經過數十年的恢復努力后，五大湖近岸水生生態環境得到了顯著改善。統計數據顯示，1976～1989年，美國五大湖的總磷負荷呈總體下降趨勢。伊利湖從1976年的19000噸/年下降到1989年的8568噸/年；密歇根湖從1979年的7659噸/年，下降到1988年的6907噸/年；蘇必利爾湖從1979年的6619噸/年，下降到1987年的1949噸/年（圖1-7）。