欧洲环境空气臭氧污染防治历程、经验及对我国的启示

鲍捷萌, 曹 娟, 高 锐, 任艳芹, 毕 方, 毋振海, 柴发合, 李 红

中国环境科学研究院， 环境基准与风险评估国家重点实验室， 北京 100012

臭氧是大气中的痕量气体，约90%以上的臭氧分布在距离地球表面10～50 km的平流层，不到10%的臭氧处于对流层内[1]. 对流层臭氧除少量来自平流层输送外，几乎全部来自于氮氧化物(NOx)与挥发性有机物(VOCs)在阳光中紫外线照射下发生的一系列光化学反应. 臭氧具有强氧化性，在对流层大气环境化学中发挥着重要的作用，同时也是仅次于CO2和甲烷的第三大温室气体[2]. 研究[3]表明，环境空气中短期高浓度臭氧暴露会对人体的心血管系统和呼吸系统等造成严重的危害. 此外，高浓度环境空气臭氧还会损害植物的生长和繁殖、降低农作物的产量和生物多样性等[4]. 《2019年中国生态环境状况公报》[5]显示，2019年中国337个地级及以上城市以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数的41.7%，仅次于PM2.5(45.0%). 因此，我国臭氧污染日益凸显，已成为影响我国环境空气质量持续改善的主要空气污染物. 2.世纪50年代，欧洲开始开展臭氧监测，是世界上最早关注臭氧污染问题的地区之一. 尽管早期欧洲的臭氧浓度逐年上升，但在制定持续削减臭氧前体物排放措施和实行环境经济政策等一系列努力下，近年来欧洲国家已经出现了臭氧浓度下降的趋势，尤其是郊区站点[6]. 欧洲国家在臭氧污染治理方面的成功经验表明，尽管臭氧污染防治具有长期性、复杂性和艰巨性，但是在科学指导和持续治理的情况下，臭氧污染是可以减轻的[7]. 由于起步较晚等多种原因，我国目前的臭氧污染防治工作在顶层设计、臭氧前体物协同减排、综合能力建设以及科学研究等方面依然面临着巨大挑战. 因此，学习和借鉴欧洲国家在臭氧污染治理方面的经验是十分必要的. 该研究旨在通过梳理欧洲国家环境空气中臭氧污染的长期变化趋势，总结和归纳欧洲国家的臭氧污染防治经验，得出对我国臭氧污染防控的启示，以期为我国下一步更有效地开展臭氧污染防控提供借鉴.

1 欧洲环境空气臭氧污染防治历程

欧洲国家的臭氧污染防治开始较早，按照臭氧浓度的变化趋势以及污染防治工作的进程，可将其大致分为3个阶段，分别为起步阶段(1970—1999年)、强化阶段(1999—2012年)和攻坚阶段(2012年至今)，各阶段工作重心、法律法规、污染物排放标准等均根据实际的臭氧污染防治成效做出了相应的调整(见图1).

1.1 起步阶段(1970—1999年)

1970—1999年是欧洲臭氧污染防治的起步阶段，在这一时期由于欧洲汽车保有量的大幅提升，导致德国、荷兰等国家的一些大城市受汽车尾气影响相继发生光化学烟雾事件. 当时人们通过美国洛杉矶和日本东京等地区发生的光化学烟雾事件，已经对光化学烟雾的形成原因、形成条件和发生机理等进行了研究[2]. 同时，欧洲多地也监测到臭氧浓度水平的上升[8-9]，由此臭氧污染问题得到了欧洲各国的关注，开始了对臭氧污染防治的初步探索. 1979年，欧盟多个成员国签订了第一个欧盟签署的区域性空气污染治理公约《远距离越境空气污染公约》(LRTAP)，该公约旨在减少二氧化硫(SO2)、NOx和VOCs的排放. 1988年签订的《索菲亚协议》要求所有协议签署国在1994年前不能提高NOx的排放；签署国还承诺引入控制标准及污染治理措施，包括汽车的催化转化器. 1991年的《日内瓦协议》要求签署国1988—1999年VOCs排放量需减少30%. 欧洲臭氧污染防治起步阶段的防控重点为减少臭氧前体物的排放，尤其是削减VOCs的排放量；同时，各成员国采取相应污染治理措施并积极研发减排技术等. 值得注意的是，成员国之间签订的公约和协议只对成员国设定减排义务，并没有强制执行的约束力.

图1 欧洲臭氧污染防治历程Fig.1 Processes of ozone pollution control in Europe

1.2 发展阶段(1999—2012年)

1999—2012年是欧洲臭氧污染防治的发展阶段. 虽然欧洲在起步阶段对臭氧前体物进行了减排，但是欧洲的臭氧浓度仍然逐年增加[10]，直到2000年左右欧洲臭氧浓度的上升趋势才有所缓和. 为进一步加快臭氧污染变化趋势由升到降的转变，欧洲将发展阶段臭氧污染防治的工作重点放在加强对臭氧前体物的进一步减排和实行污染物总量控制上，同时也将臭氧纳入重点防控对象. 1999年签订的《哥德堡协议》中规定了NOx和非甲烷挥发性有机化合物(NMVOC)在2010年的减排目标[11]. 2001年，欧盟委员会正式通过了《国家空气污染排放限值指令》，该指令规定了欧盟各成员国NOx和NMVOC等大气污染物的排放上限，要求各成员国每年公布排放数据，并根据实际情况合理制定减排计划，最迟于2010年完成减排目标，对于未按时完成既定目标的国家将承担相应的法律责任[12]. 随后，在2002年正式将臭氧作为常规污染物进行监测，并逐步建立了一套科学的臭氧标准及臭氧污染评价体系，在臭氧污染防治工作中发挥了重要作用. 在这一阶段，欧洲逐步完善臭氧污染防控的法律体系，制定了统一的指导性标准. 在保证各成员国根据实际情况制定的臭氧污染防治措施能够贯彻执行的同时，欧盟开发和推广降低臭氧前体物排放的新技术；同时也注意到NOx减排的重要性，并对臭氧前体物实行了总量控制.

1.3 攻坚阶段(2012年至今)

2012至今是欧洲臭氧污染防治的攻坚阶段. 经过发展阶段的努力，欧洲臭氧峰值浓度的下降趋势明显，尤其是在郊区站点. 但是臭氧污染问题仍然没有得到彻底解决，臭氧超标现象在夏季和不利天气形势下发生的机率依然较大. 通过分析臭氧及其前体物的长期变化趋势发现，尽管臭氧的降幅比臭氧前体物要小，但是臭氧前体物的减排依然是臭氧浓度下降的主要原因[6]. 2012年欧盟进一步修订了《哥德堡协议》，为SO2、NOx、NH3、VOCs和PM2.5设定了2020年的排放控制目标. 从此欧洲污染物控制策略打破了以往仅针对单一污染物进行限制的格局，开始更加注重多种污染物之间的相互影响和协同控制. 2016年欧盟发布了新的国家排放上限指令，该项指令为NOx和VOCs等主要污染物设定了2020—2029年及2030年以后的减排承诺. 随着对臭氧污染防治认识的逐渐深入，欧洲的臭氧污染防控逐渐向多污染物协同控制的方向发展.

2 欧洲环境空气臭氧污染防治成效

经过几十年的防治，欧洲臭氧污染防治取得了一定的成效，该研究分别从臭氧前体物排放变化趋势、臭氧浓度变化趋势和臭氧污染超标情况这3个方面进行概括与总结.

2.1 臭氧前体物排放变化趋势

注： 以1990年为基准年.图2 欧盟28个成员国主要大气污染物 1990—2015年排放变化趋势[13-14]Fig.2 Emission trends of major air pollutants in EU-28 Member States from 1990 to 2015[13-14]

根据欧盟《远距离越境空气污染公约》(LRTAP)1990—2015年排放清单报告[13-14]，自1990年以来欧盟28个成员国NOx、NMVOCs、SOx、NH3和CO等五项空气污染物浓度均大幅下降，2015年与1990年相比5种空气污染物浓度分别下降了56%、61%、89%、23%和68%(见图2). 根据欧洲环境署发布的《2017年国家排放上限指令报告-减少欧洲空气污染的必要性》[15]，自2010年以来，每年欧盟NOx、NMVOCs、SOx、NH3和PM2.5的排放总量都低于2010年承诺的减排上限. 2015年，欧盟的NMVOCs排放总量已经低于设定的2020年减排承诺上限. 相比之下，如果欧盟要实现2030年的减排承诺，则需要对所有污染物进行更大幅度的减排，即与2015年相比，NOx的排放总量应减少42%，NMVOCs的排放总量应减少15%.

2.2 臭氧浓度变化趋势

欧盟现行的空气质量框架指令——《关于环境空气质量和为了欧洲更清洁空气的2008/50/EC指令》[16]中对于臭氧浓度的评价方法按照评价时段可分为臭氧浓度1 h平均值、臭氧浓度日最大8 h滑动平均值和AOT40值(见表1). 根据该评价方法，为保护人体健康和植被分别设立了参比状态(20 ℃、1个标准大气压)下的臭氧目标值(target value)、长期目标值(long-term objective)，同时规定了臭氧浓度1 h平均值通报限值(information threshold)和警报限值(alert threshold). 此外，自2010年起规定臭氧浓度日最大8 h滑动平均值的3 a平均值年超标次数不超过25次，即采用臭氧浓度日最大8 h滑动平均值的第93.15百分位数(相当于第26大值)进行臭氧污染年评价.

目标值是指在一个给定的时期内必须达到的环境空气中臭氧浓度的标准值，该值包括为保护人体健康的目标值和为保护植被的目标值. 长期目标值是指依据当前的科学知识认识水平，在环境空气中臭氧浓度低于该值时，总体来说不会对人体健康和/或环境产生直接的不良影响，如果通过采取份额措施不能达到这个目标，则这个目标是一个长期目标，其目的是为人体健康和环境提供有效的保护，包括为保护人体健康的长期目标值和为保护植被的长期目标值[17]. AOT40值指在一个给定的时期内，利用每天08:00—20:00(欧洲中部时间)的臭氧浓度1 h平均值，计算出的超过80 μg/m3的臭氧浓度1 h平均值与80 μg/m3之差的和，反映了臭氧浓度小时平均值超过80 μg/m3情况下的臭氧累积暴露以及植物生长、繁殖受到臭氧暴露的影响程度.

表1 《欧盟环境空气质量指令》(2008/50/EC) 中臭氧空气质量标准及评价方法Table 1 Ambient air quality standard and evaluation method for ozone in EU Ambient Air Quality Directive (2008/50/EC)

1876—1886年，在欧洲西北部发现普遍存在臭氧背景浓度水平升高的现象，这一时期臭氧浓度24 h平均值为20 μg/m3. 在20世纪50年代，欧洲的臭氧浓度增至30～40 μg/m3，到20世纪80年代增至60 μg/m3. 自20世纪90年代以来，欧洲为控制臭氧污染制定了一系列减排措施，主要臭氧前体物如NOx、VOCs的排放量均显著下降， 环境空气质量得到了显著改善，但是近地面臭氧年均浓度却没有明显的下降趋势[18-21].

图3 1978—2019年欧洲臭氧浓度各项指标的变化趋势[22]Fig.3 Trends of ozone concentration indicators in Europe from 1978 to 2019[22]

进一步对欧洲环境空气臭氧浓度长期监测数据进行分析(见图3)，发现欧洲臭氧浓度日最大8 h滑动平均值的第93.15百分位数和超标天数在1980—2019年均呈波动下降趋势. 该现象表明，臭氧浓度的峰值呈下降趋势，臭氧的生成逐渐减少. 根据2016年欧洲空气质量报[6]，1990—2012年欧洲郊区站点的臭氧日最大8 h滑动平均值的第四大值呈下降趋势，且在2002—2012年其相对下降趋势更明显. 臭氧浓度日最大8 h滑动平均值的第四大值的变化趋势也印证了该结论. 然而，尽管臭氧浓度的峰值有所下降，臭氧浓度日最大8 h滑动平均值还保持在欧盟目标值(120 μg/m3)左右，多数城市仍存在超标现象. SOMO35值是指臭氧日最大8 h滑动平均值超过35×10-9的臭氧累积浓度，反映了臭氧对人体健康的不利影响. 由图3可见，AOT40值和SOMO35值的年际变化趋势较为稳定，均无下降趋势. 在1985年以后，AOT40值超过为保护植被的目标值〔18 000 (μg/m3)·h〕的现象时常发生. SOMO35值的年际变化趋势与AOT40值相似，表明夏季臭氧生成依旧强烈，臭氧对人体健康和生态系统的影响不容忽视.

注： 图中显示了欧洲各国家和欧洲(所列举的38个国家的平均值)2014—2017年每年臭氧日最大8 h滑动平均的93.15百分位数，其代表一年中所有的臭氧日最大8 h滑动平均值的第26大值. 这种利用臭氧日最大8 h滑动平均的93.15百分位数(相当于第26大值)作为臭氧年评价值的评价方法与臭氧目标值有关，并且在实际进行臭氧污染年评价时需考虑3年的平均值.图4 2014—2017年欧洲臭氧浓度变化[22]Fig.4 Variation of ozone concentrations in Europe during 2014-2017[22]

2.3 臭氧污染超标情况

根据欧洲空气质量报告[6,15,23-24]，2014—2017年所有臭氧监测站点中臭氧浓度年评价值超过为保护人类健康的目标值(120 μg/m3)的站点占比分别为11%、41%、17%和20%，满足为保护人类健康的长期目标值的站点占比分别为14%、13%、17%和18%. 2014年满足为保护人类健康的长期目标值的站点中59%为背景站点、21%为工业站点、20%为交通站点，2015—2017年未满足为保护人类健康的长期目标值的站点中分别有88%、87%和87%的站点属于背景站点. 其中欧洲西部和南部地区臭氧污染相对严重，主要包括意大利、瑞士、奥地利、西班牙和葡萄牙等国家，而爱尔兰、英国和芬兰等欧洲北部国家的臭氧污染状况相对较轻，其监测站点的臭氧年评价值没有出现超过为保护人体健康的目标值(120 μg/m3)的情况(见图4). 2014—2017年欧洲所有站点的平均超标天数分别为12、24、14和16 d (见图5). 综上，2014年是2014—2017年中欧洲臭氧污染最轻的一年，2015—2017年欧盟国家臭氧浓度年评价值高于为保护人类健康的目标值(120 μg/m3)的监测站点的占比有所下降；同时，由于臭氧污染还受到气象条件和传输等影响[25]，其治理具有高度复杂性和反复性. 如2015年欧洲臭氧污染状况突然加重，表明欧洲各国仍需采取更多措施以满足标准，臭氧污染仍然是欧洲空气质量控制的重点之一.

注： 图中显示了欧洲各国家和欧洲(所列举的38个国家的平均值)2014—2017年 臭氧浓度超过为保护人体健康目标值(120 μg/m3)的天数.图5 2014—2017年欧洲臭氧浓度超标天数[22]Fig.5 Days of exceeding ozone concentration in Europe during 2014-2017[22]

3 欧洲环境空气臭氧污染防治经验

历经几十年的臭氧污染防治，事实证明，欧盟已经在臭氧污染防治方面取得了一定的成效，积累了宝贵的经验. 现将其总结和归纳为以下5个方面.

3.1 构建强有力的组织管理体系

欧盟在大气污染防治方面形成了一套完善的组织管理体系，用于制定和实施大气污染防治法律，主要的组织和机构由欧盟委员会、欧盟理事会、欧洲议会、欧洲法院、欧洲经济和社会委员会、欧洲地区委员会和欧洲环境署组成，其中欧盟委员会、欧盟理事会和欧洲议会是欧盟三大机构，在大气污染防治领域欧盟委员会是主要的执行组织，下设专门的“环境空气质量委员会”[26]. 欧盟委员会是欧盟的主要执行机构，负责欧盟发布的各项法律文件(指令、条例、决定)的具体贯彻执行，监督成员国的实施情况. 如在临近欧洲《环境空气质量标准指令》规定的达标最后期限时，欧盟委员会将对预期未按时达标的成员国提出警告及建议，敦促其采取措施按期达标；对于到期无法达标的，欧盟委员会有权向欧盟法院提起诉讼. 欧盟法院将根据实际情况进行判决，未达标的成员国需要提交未达标原因的文件并承诺达标期限. 对于首次诉讼后仍然未按期达标的将进行第二次诉讼，欧盟法院将对该成员国采取相应的惩罚，如视超标环境功能区大小、经济发展状况和人口数量等不同，处罚相应的金额[27].

3.2 完善臭氧污染防治法律法规

从1970年第一条大气环境指令至今，欧盟已发布50余条有关大气环境标准的指令，已然形成了一套完善的立法体系. 欧盟的环境政策实施体系由欧盟层面和成员国国内层面组成，欧盟层面包括欧盟环境行动、欧盟基础条约/公约和为实现基础条约的目标而进行的二次立法. 欧盟环境行动计划是对一定时期内欧盟环境保护政策的目标、任务和具体措施进行详细梳理和说明，对总体的环境行动有指导意义. 欧盟基础条约是由各成员国协商通过，具有超国家性质的根本性法律文件，是其他欧盟成员国为实现公约减排承诺进行成员国国内立法的基础. 然而，这些通过协商实现利益协调和共赢的条约只对成员国设定减排义务，需要由各成员国自行决定实现方式. 二次立法包括了欧盟机构指定的各种法规、指令和决定，以确保欧盟环境政策的有效实施[28-29].

1973—2012年，欧盟总共通过了7份《欧盟环境行动规划》[30]. 值得注意的是，欧盟发布的一系列的环境行动规划属于政策性文件，不具有强制力，和公约一样需要指令、条例、决定等立法予以具体落实[31]. 为减轻臭氧污染，欧盟通过国家协定立法制定了有效、长期和可持续的措施. 具体的立法按照控制污染物排放和污染物浓度两个方面大致可分为空气污染源排放标准、国家排放上限指令和环境空气质量指令三类(见图6). 欧盟大气污染物排放源分为固定源和移动源，其立法主要针对给欧盟空气污染造成影响最严重的汽车尾气排放和大型燃烧工厂排放.

图6 欧盟大气环境立法框架Fig.6 EU atmospheric environment legislation framework

为进行污染物的总量控制，欧盟还建立了国家排放上限与核查制度. 该制度确定了完善的配套措施，如成员国报告制度、委员会报告制度和与第三国合作制度等. 如果出现违反区域控制措施的规定，成员国还应当承担法律责任[32]. 该指令规定由各欧盟成员国决定在欧盟特定排放源类别立法的基础上执行哪些措施，以达到规定的排放上限[13]. 除以上长期措施以外，欧盟也在臭氧污染事件发生之前和发生期间制定了本地短期措施，如对车辆(尤其是重型车)采取限行和限速，以及限制大型工业装置的排放等.

环境空气质量标准是大气污染防治体系的核心. 1996年9月27日欧洲首次发布了《空气质量框架指令》(The Air Quality Framework Directive，96/62/EC)，之后陆续发布了4个子指令(Daughter Directive 1999/30/EC、Daughter Directive 2000/69/EC、Daughter Directive 2002/3/EC和Daughter Directive 2004/107/EC)，其中2002年发布了《环境空气中有关臭氧的指令》，首次将臭氧列入空气质量考核指标. 在对欧盟及其成员国在防治大气污染方面进行经验总结的基础上，加之成熟的欧盟指令立法技术，2008年6月欧盟再次发布了一项新的指令——《关于环境空气质量和为了欧洲更清洁空气的2008/50/EC指令》，该指令修订了《空气质量框架指令》及其3个子指令(1999/30/EC、2000/69/EC和2002/3/EC)，第4个子指令仍然生效.《关于环境空气质量和为了欧洲更清洁空气的2008/50/EC指令》对区域中臭氧的空气质量评价做出规定，建立了区域空气质量监测与评价制度. 每一个成员国都必须制定相应的措施和计划来达到指令中规定的标准. 表2中对比了各国家、地区或组织环境空气质量标准中臭氧的标准和评价方法. 由表2可见，欧盟和日本的标准相对严格，我国目前臭氧日最大8 h平均值一级标准与世界卫生组织的指导值一致，二级标准与世界卫生组织的过渡目标一致. 从年评价方法来看，欧盟平均每年的臭氧浓度超标(超过120 μg/m3)天数不能多于25 d，美国每年臭氧浓度超过150 μg/m3的天数不能超过3 d，中国每年臭氧浓度超过160 μg/m3的天数最多为36 d. 由此可见，欧盟的臭氧年评价方法相对我国更严格.

表2 各国家、地区或组织环境空气质量标准中臭氧空气质量标准及评价方法对比Table 2 Comparison of ozone air quality standards in the ambient air quality standards in different countries, regions or organizations

3.3 加强空气质量监测网络的建设

相比于其他国家或地区，欧洲在对流层臭氧的长期变化特征和地面臭氧监测的研究上积累了丰富经验. 早在20世纪50年代，欧洲就开始在德国北海岸的Arkona-Zingst站点对臭氧进行连续观测[33]，此后陆续增加了其他站点，这些站点均远离城市区域，是比较理想的全球臭氧浓度背景站点. 目前，大部分欧洲国家的地面臭氧监测站已经积累了10年以上的数据和监测经验，但是为了完成建立臭氧污染预警预报系统的目标，欧洲仍然在不断加强地面臭氧污染监测网的建设. 以保护人体健康或植被为目的，欧洲的臭氧固定采样点位于不同类型的站点. 根据主要的排放源，站点可分为交通站点(traffic)、工业站点(industrial)和背景站点(background). 交通站点是指靠近一条主要道路的站点，工业站点要求靠近工业区或工业源，而背景站点要求其污染水平代表一般人口或植被的平均暴露量. 根据建筑物的分布或密度，站点周围的区域又可划分为城区(urban，连续建成的城区)、郊区(suburban，基本建成的市区)和农村(rural，所有其他地区). 欧洲《环境空气质量指令》规定，采集目标监测站点一年之内采集到的数据需超过90%，一年内所有采集到的数据中需有75%以上的有效数据. 截至2017年，欧盟28个成员国共有1 776个臭氧监测站点，其中交通站点、工业站点和背景站点分别有101、176和 1 449个，背景站点的占比为81.6%. NO2监测站点共有 3 045 个，其中交通站点、工业站点和背景站点分别有941、426和 1 678 个，背景站点的占比为55.1%. 由于各成员国之间的臭氧污染情况、人口密度等不同，各国选用的监测网络布设原则存在差异，同时各国监测站点的监测水平和运行时间也不尽相同，因此如何提高数据的可靠性和可用性是欧洲完善臭氧监测网络亟待解决的问题.

3.4 深化臭氧污染区域联防联控机制

欧盟的区域联防联控管理模式总体上可以概括为横向主体协作和纵向主体管理相结合. 横向主体协作包括签署区域性大气防治公约和协议(以EMEP为基础、CLRTAP为核心、八项议定书为补充[34])，组建区域大气污染科学中心和区域控制质量委员会，督促和实现各国政府之间的合作治理. 纵向主体管理主要包括制定和实施区域大气污染防治的指令、条例和决定等，形成超国家、国家和地方等多个层次的区域协调体系.

1979年欧盟签订了第一个区域性空气污染治理公约——《远距离越境空气污染公约》(LRTAP)，该公约是成员国政府之间合作的一个正式框架. 根据该公约，各成员国需负责制定并实施相关政策和战略，如建立大气质量管理体系；同时，各成员国之间还应在主要污染物的减排研发、污染物排放速率、浓度的检测与测量、关键信息的分享、技术人员的培训等方面开展积极的交流合作. 目前该公约已成了欧盟实施区域大气污染防治的重要手段，在大气污染联防联控机制中发挥了重要作用[34]. 《远距离越境空气污染公约》(LRTAP)自1979年12月签订以来已经有40年的历史，缔约方数量从32个发展到现在的51个，催生了八项设定减排承诺的议定书. 这些议定书包括于1988年签订针对NOx减排签订的《索菲亚协议》和1991年签订旨在减少VOCs排放的《日内瓦协议》，以及2012年为主要污染物质设定2020年排放上限的《哥德堡协议》等. 欧洲委员会表明《远距离越境空气污染公约》及其减排协议起到了重要作用，包括将排放与经济增长脱钩，将特定空气污染物减少40%～80%，以及避免每年约60万人过早死亡等. 值得注意的是，欧洲各国之间签订的减排协议并没有约束力，需通过与指令、标准和国家排放上限等纵向主体管理相结合最终实现减排承诺.

3.5 推进臭氧污染防治科学研究

强有力的科技支撑是科学指导和推进臭氧污染防治工作的关键因素之一. 自1977年10月欧洲大气污染物远距离传输监测和评价合作方案(The Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe，简称“EMMP”)启动以来[35]，通过开展基本监测和强化观测活动、编制排放清单、建立大气化学传输和沉积模型、开发成本效益及达标评估模型等，为各成员国提供了大气污染物浓度、沉积、跨界传输通量等信息[36]，提高了对气候变化以及环境空气质量的认识，有效地为欧洲减排协议的制定尤其是《远距离越境大气污染公约》提供了科学认知. 该计划的指导机构由《远距离越境大气污染公约》缔约方科学当局代表组成，主要负责对EMEP项目执行的指导和监督，并每年向《远距离越境大气污染公约》执行机构汇报工作[35]；运行机构为区域空气质量管理委员会和区域大气污染科学中心，分别负责政府决策和科学研究[10]，主要组成机构包括5个计划中心和4个工作组(见图7).

图7 欧洲大气污染物远距离传输监测和评价合作方案(EMEP)主要组成机构Fig.7 The main constituent bodies of the Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe (EMEP)

图8 我国近年来臭氧污染防治进展Fig.8 Progresses of ozone pollution control in China in recent years

欧洲十分重视并开展了许多臭氧对人体健康和生态系统影响的研究[37]，且在每年的欧洲空气质量报告中都会对这两部分进行报告. 《2019年欧洲空气质量报告》[23]中显示：2016年在欧盟28国中由于臭氧暴露而导致的过早死亡人数为 14 000 人，受影响最大的国家分别为意大利、德国、西班牙、法国和波兰；每10万居民中过早死亡发生率最高的国家是希腊、阿尔巴尼亚、摩纳哥、科索沃、意大利和黑山，影响最小的国家是安道尔、冰岛和爱尔兰. 自2000年以来尽管AOT40值逐年变化较大，但欧洲农业区的大部分地区已经超过了为保护植被的长期目标值〔18 000 (μg/m3)·h〕. 2016年，在欧洲32个国家所有农业用地中约15%的AOT40值超过为保护植被的目标值〔18 000 (μg/m3)·h〕. 综上，臭氧对人体健康和植物的影响不容忽视，加强该方面的研究是十分有必要的.

4 我国臭氧污染防治进展分析

为遏制臭氧污染，改善空气质量，我国在制定臭氧污染防治策略、出台标准与规范、加强综合能力建设以及开展科学研究等方面积极推进臭氧污染防治工作[38-39](见图8). 目前，我国臭氧污染防治工作进展以及存在的不足，具体总结如下.

4.1 我国臭氧污染防治工作与研究进展

“十一五”末至“十二五”初，我国大气污染的区域性、复合型污染特征逐渐显现，臭氧污染日益凸显，然而《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》均以实现PM2.5浓度降低为首要考核目标. 为此，我国开始了从单一污染物防控向多污染物协同控制的转变，在国家层面上逐步确定了多污染物协同控制的大气污染防治策略. 2018年《关于打赢蓝天保卫战、推进臭氧污染防治工作的指导意见(征求意见稿)》的发布，标志着臭氧污染防控被纳入国家大气污染治理体系. 综上，我国目前已明确了多污染物协同控制的防控策略和臭氧管控基本思路，并在臭氧污染防治路径方面形成了初步的认识.

为达到规定的标准与规范，臭氧污染防治技术的提升必不可少. 近年来，我国一直致力于臭氧污染防治综合能力建设，光化学监测网、臭氧污染预报预警系统以及臭氧污染来源解析技术等快速发展. 截至2015年，我国已有 1 436 个城市评价点、16个背景站和96个区域站相继开展臭氧监测. 环境空气监测网络完成了从单纯的质量浓度监测向化学成分监测的重大转变，以及增加了重点地区环境空气VOCs监测等. 我国环境质量预报预警形成了“国家—区域—省级—城市”多层次预报业务体系. 2018年发布的《环境空气臭氧污染来源解析技术指南(试行)(征求意见稿)》指导各地科学开展臭氧污染来源解析工作，增强了臭氧污染防治的科学性和精准性.

科学支撑是臭氧污染防治的基石，我国通过从国家层面上部署与臭氧污染相关的重要科技项目和国家自然科学基金项目等，在厘清臭氧污染态势与规律、探讨臭氧污染联防联控、臭氧与PM2.5协同控制机制，以及构建国家级臭氧污染防治技术与管理体系等方面均开展了较为广泛而深入的工作，研究成果为我国空气质量持续改善提供了科技支撑；与此同时，我国在珠三角、长三角等地区和上海、成都等城市相继开展了一系列臭氧污染防治的有益探索，积累了一些实践经验，为其他区域和城市开展臭氧污染防治提供了示范. 充分利用重大活动空气质量保障的契机，在2015年北京“九三阅兵”、2016年杭州G20峰会、2017年厦门金砖会议、2018年青岛上合峰会、2019年武汉军运会等活动中，开展了区域性臭氧污染防治实践，重点针对臭氧污染联防联控范围、精准控制、浓度削峰、联动方式等进行了探索.

4.2 我国臭氧污染防治存在的不足

2013—2019年除臭氧外的其他常规污染物浓度均有所下降，臭氧成为环境空气质量6个参数中唯一持续上升的污染物；同时，臭氧的污染范围在逐年扩大，臭氧污染出现的时间逐年增加. 尽管我国已经将臭氧污染防控纳入国家大气污染治理行动计划，在区域和城市层面上的臭氧污染防治的探索与实践等方面也取得了一定的成效，但总体而言我国的臭氧污染形势并没有得到很好的遏制.

在顶层设计方面，与PM2.5污染防治相比，臭氧污染防治在国家层面和大部分地区仍处于从属地位，尚未构建完成科学的臭氧污染防治管理体系. 在出台标准与政策方面，国家层面尚缺乏在臭氧污染控制目标约束下的NOx和VOCs协同减排研究和政策规划，NOx和VOCs减排的协同性尚未得到充分体现，臭氧前体物尤其是VOCs减排的力度仍然有待加强. 在能力建设方面，总体来看已取得长足进步，但是我国区域协作和联动机制尚未完善，对臭氧污染区域联防联控的重视程度仍有待加强. 在科学研究方面，由于项目资助的分散性，导致相关认识不够深入与系统，同时还存在缺少臭氧污染防治技术和管理体系等问题.

5 欧洲臭氧污染防治对我国的启示

总结欧洲臭氧污染防治经验发现，完善的组织管理体系、强大的基础支撑科技能力以及深入的科学研究三者之间环环相扣. 起步阶段欧洲没有完善的组织管理体系，签订的公约和协议对成员国臭氧前体物减排不具备强制执行约束力，臭氧浓度上升的态势没有得到遏制. 之后，欧洲加强臭氧污染防控法律体系的建设，并结合臭氧污染研究成果逐步建立了科学的臭氧标准及臭氧污染评价体系，加强了臭氧及其前体物监测网络的建设，提供科学研究所需的基础数据；同时，开展一系列臭氧污染科学研究，为臭氧污染防治政策制定提供科学指导，如随着臭氧污染防治科学研究地不断深入，逐渐完成了由单一污染物控制向多污染物协同控制的转变. 针对对我国臭氧污染防治进展与不足的分析，再结合欧洲国家在臭氧污染防治方面的经验，得出对我国臭氧污染防治的启示.

5.1 加强臭氧污染防治顶层设计

欧洲分工严密、职能全面的组织管理体系是防控臭氧污染的基石，而我国目前在大气污染科学管理能力方面还亟待提升. 结合欧洲的管理经验，我国应该加强臭氧污染防治顶层设计，构建国家大气环境管理决策支持体系；颁布臭氧前体物(NOx和VOCs)相关的管控要求，探明臭氧前体物协同减排和多污染物协同控制机制，持续推进前体物协同减排. 国家与地方在空气质量管控上职责分明，国家层面对地方提供指导与支持，地方为开展臭氧污染防控的核心力量；同时完善空气质量监管体系，尤其是加强VOCs控制技术的指导与监管，提升臭氧污染治理水平.

5.2 完善基础支撑科技能力建设

欧洲一直在不断加强臭氧监测网络的建设，因为高密度和高强度的臭氧监测有利于掌握臭氧污染特征及其前体物排放特征，为开展地面臭氧的基础研究提供了支撑[40]；同时，监测网得到的大量和大范围的臭氧及其前体物监测数据有利于构建臭氧污染预测预报系统[27]. 我国虽然在2016年启动了大气颗粒物组分及光化学监测网的建设，但目前还存在覆盖不全面、缺少紫外辐射观测以及臭氧污染预报预警能力有待加强等问题. 因此，我国应尽快构建科学、系统、覆盖全面的大气光化学立体观测网，为科学评估臭氧污染状况、防控效果及其对人体健康与生态环境的影响提供基础科学数据；同时，应该优化监测技术、完善预报预警体系和发展臭氧来源解析技术等，夯实臭氧污染防治基础能力建设.

5.3 深化臭氧污染防治科学研究

臭氧污染的防控离不开科学的指导. 欧洲利用多种手段(观测和模拟等)不断推进臭氧生成、传输、沉积及其影响等研究的过程中，提高了对臭氧污染防控的认识，及时调整环境政策的制定. 我国也应高度重视科学研究对臭氧污染防治的科学支撑作用，及时根据科学研究成果更新环境空气质量标准，调整臭氧前体物防控策略与防治重点. 加强基础研究，为臭氧污染防治提供最为核心的数据基础和科学认知基础；同时，为保护人体健康和生态环境，应重视臭氧对人体健康及生态环境影响的研究，加强环境与健康法规体系的建设，确定环境健康指标，制定环境与健康保护政策.

5.4 加快长效环境行动计划的制定

从1973年出台《欧共体第一个环境行动规划》开始，欧盟在上一个行动规划年限到期时继续制定下一个，不断更新和完善其内容，及时调整大气污染控制的目标；同时，值得注意的是，行动规划的有效年限在不断延长，由4 a延至10 a. 短期措施只能暂时缓解问题，只有长效措施才能根本解决问题，但长效措施更需要科学支撑以及严格的执行力度和有效的制度保障. 相对而言，我国虽然陆续发布了《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等，明确了大气污染防治工作的总体思路，并在珠三角、长三角和成渝地区开展了长期的臭氧污染防治的探索与实践. 但总体而言，针对臭氧污染我国目前还没有采取相关的长期控制措施. 应在结合欧洲国家经验的基础之上，充分利用在重大空气质量保障活动中积累的经验，如2016年杭州G20峰会、2017年厦门金砖会议和2019年武汉军运会等，制定出适合我国臭氧污染防控的长期行动计划.

5.5 构建区域协调与协作机制

欧洲的经验表明，由于大气污染的区域流动性，建立跨地区协调组织对于保障区域协作至关重要. 总体而言，我国行政体制以自上而下的运行模式为主，横向地方政府之间的合作相对较少. 近年来，虽然在京津冀、长三角、珠三角等地区为应对跨地区大气污染成立了一些区域性合作组织，但是多是临时为了某个重大活动而成立的，缺乏稳定性，其组织形式也都较为松散，没有完整的组织架构和职能划分，并未发挥真正的协调作用[41]. 因此，在重视重大臭氧污染事件、强调污染物减排的基础上，应结合区域污染现状、传输规律和前体物排放特征等，成立跨省份、城市层面的臭氧污染联防联控分区，创新构建科学且有效的臭氧联防联控机制. 加强与臭氧污染防治相关的监测信息交流并完善共享机制，建立国家及地区联合信息交流平台，发布相关的法规，实施一系列臭氧污染协同防控措施；同时，重视提高臭氧污染预报预警能力，建立各地区和部门间通力合作的臭氧重污染应急联动响应机制.