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作者： 郝铄 来源： 发布时间：2017-7-5 15:19:54
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德国是全球八大工业国之一，其工业产品享誉全球，储量丰富的褐煤亦被称为是德国的“黑色黄金”；德国也是西欧最大的汽车生产国，奔驰、宝马、奥迪、大众、保时捷，均是德国人的骄傲；德国同时也是新一轮工业革命的先驱，“工业4.0”战略为全球制造业带来了智能化、数字化的新风潮。
然而，这个贴着“工业强国”标签的国家，在空气质量管理方面的表现亦不俗。
从上世纪中叶以鲁尔区为代表的“雾霾危机”到如今的碧水蓝天，德国以推动工业化的决心同样在不遗余力地治理空气污染，用自身经验为正处于经济发展转型阶段的发展中国家提供宝贵的空气质量管理经验。
惨痛教训
鲁尔区是德国传统的煤钢工业区、机械制造以及重化工业中心。
19世纪上半叶，该地区就已经实现了工业化。从19世纪30年代开始，鲁尔区工业迅速发展，并在第一次世界大战之前崛起为欧洲最大的工业区。伴随着经济高速发展而来的是不惜代价的资源环境破坏，到一战结束，煤灰、烟尘等工业排放遍及整个地区。
20世纪50年代，鲁尔区再次成为德国采矿、炼钢和能源生产中心，并愈发依赖煤矿和高硫石油。这导致空气中的颗粒物和二氧化硫排放在二战后明显上升，公民身体健康也受到了影响。
据亚洲清洁空气中心发布的《德国篇:空气质量管理发展历程》（以下简称“报告”）显示，首份鲁尔区空气污染健康影响观察报告表明，该地区的儿童体型偏小，并患有佝偻病，体重也比农村控制区的儿童低很多。同时，他们的父亲也有极大患肺癌死亡的风险。
然而，面对越来越多的公民投诉，当地政府虽然承认烟尘对周边居民造成的影响，但却拒绝采取补救措施。斯德哥尔摩环境研究所的Dieter Schwela博士在报告中指出，当地政府拒绝的理由除了要维护工厂利益外，还认为“在工业区这种危害是必然存在的”。
不计后果的一味求发展为鲁尔区带来了严重的后果。1962年冬，大自然亮出了第一张“黄牌”警告：鲁尔区发生首次严重雾霾事件，导致150余人死亡，空气中的二氧化硫浓度高达5000微克/平方米，当地居民呼吸道疾病、心脏疾病和癌症等发病率明显上升。
1985年1月，雾霾再次锁城，能见度极低的空气中弥漫着刺鼻的煤烟味，最为严重的雾霾三级警报以鲁尔区为中心向周边扩散，笼罩着整个德国上空。这场雾霾最终导致2.4万人死亡，1.95万人因病住院治疗。
出台法规
惨痛的教训惊醒了“霾”中人。
1962年12月的烟雾事件促进了1964年12月第一部烟雾管理条例的发布，该条例旨在控制北莱茵—威斯特法伦州城市区域的交通流动量。同年，第一部《空气质量控制技术指导》（TI Air）发布，该指导规定了工厂批准和改造要求、排放标准、烟气净化、空气质量标准及空气质量监测要求，并且为控制工厂总悬浮颗粒物（TSP）的排放制定了最佳有效控制技术（BACT）。
1974年，为了减少空气污染、降低噪音，德国发布了《联邦暴露保护法》（FEPA），规定了排放与暴露评估，工厂、生产材料、产品、燃料、润滑剂及生物燃料的组成，空气质量监控与改善、清洁空气实施计划等多项内容。
随着法律法规的健全和环保意识的觉醒，德国的各个工厂不得不开始进行排放削减改造，主要针对8种设施：托马斯转炉、熔铁炉、焦化厂、发电厂、水泥厂、烧结设备、陶器以及型煤生产。
20世纪60年代发展了一批新的技术，如用氧气转炉替代托马斯转炉，电弧炉炼钢也可以帮助减少烟尘排放，这些措施将北莱茵—威斯特法伦炼钢炼铁产生的年烟尘排放量从1965年的20万公吨降至1975年的5万公吨，转炉产生的可见褐烟也迅速消失。其它设施安装了静电除尘器，使烟尘排放从1963/64年的31万吨降至1968/69的24.5万吨，进而降至1984年的11.5万吨。
不过，在烟气中有毒气态污染物的去除方面，改革并不成功。当时采取的具体措施主要是使用低含硫量的燃料和材料，如从矿石中去除硫铁矿。由于此方法的作用有限，发电厂和烧结设备建造了高架源，以减少鲁尔区的气态空气污染物。当时的烟气脱硫技术并不成熟，直至1962年才实施了第一次试点项目，而新建发电厂必须为脱硫设备提供更大的空间。由于排放标准尚未建立，处理技术也不成熟，20世纪60年代的空气质量控制项目并没有对重金属、有机污染物等其它污染物进行控制。
在小型燃煤设备煤烟排放方面，政府主要通过评估烟气煤烟含量进行控制。1962年，西德小型燃煤设备的年排放烟尘和二氧化硫总量分别达到200万吨和400万吨。其中，居民供暖烟尘排放量占18%，二氧化硫排放量占20%。1960~1970年，固体燃料炉逐步被集中供暖设备取代，固体燃料炉使用量由1956年的150万台降至1962年的80万台，居民固体燃料使用率也从1960年的75%降至1970年的27%。
加强管控
1960~1975年，德国通过建造高架源减少了总悬浮颗粒物的排放，并增强了二氧化硫和二氧化氮的扩散。在此期间，二氧化硫的排放量保持不变，而二氧化氮的排放量却持续增长。其中，二氧化硫浓度的降低主要是由于居民区燃煤炉被集中供暖设备取代，以及高架源的建造。
不过，由于缺乏管理以及分析技术的落后，有毒污染物如重金属和总悬浮颗粒物中的其它成分并没有得到有效管控。
1975~2000年期间，德国的环境法规得到了极大的拓展。截至1999年，基于FEPA、监管审批和特定设备的维护程序共发布了28项条例。
其中，1983年发布的第13项条例促进了大型燃煤设备的烟气脱硫。燃煤量为300兆瓦的工厂，其二氧化硫的排放标准为400 mg/Nm3。工厂方面声称，脱硫设备的花费极高；但当地政府表示，1974年以来，美国和日本已有50多家大型燃煤设备使用烟气脱硫技术。因此对于二氧化硫控制，当地政府和工厂并没有在第13项条例中达成共识。
报告分析指出，第13项条例没有对大型燃煤设备氮氧化物的排放标准进行严格规定，只规定燃煤量不得超过800 mg/Nm3，高于2001年欧盟设定的标准。1984年，德国环保局根据BACT设定氮氧化物排放标准为200 mg/Nm3，并作为新建工厂的生产要求，这标志着德国大型燃煤电厂脱氮应用的开端。
1975年2月，北莱茵—威斯特法伦空气污染控制法得到修订，允许当地政府划定高污染负荷区，建立清洁空气实施计划（CAIPs），并强制采取控制措施。
但德国空气质量的改善，最主要应归功于1974、1983和1986年TI Air的三次修订。
1974年的修订详细规定了排放控制的污染物种类，如总悬浮颗粒物中的重金属砷、铅、镉；将有机污染物根据毒性分为3类，例如苯为1类有机污染物，排放标准为20 mg/Nm3 ；致癌物质虽然设定了标准，但排放量应尽可能低；特定污染物如二氧化硫、氮氧化物超标时必须持续监测；此外还针对特殊工厂制定了单独的排放标准，并针对二氧化硫、氮氧化物等制定了户外空气质量标准。
1983年，TI Air的修订对二氧化硫、二氧化氮、镉和铅设定了更严格的标准。1986年的修订规定，现有工厂每5年需进行改造，新排放标准根据预防原则和BACT制定。
此外，由于交通排放的影响越来越大，国家开始对燃油质量制定标准，去除汽油中的铅和苯。从1971年含铅汽油法开始，汽油中逐步停止铅的使用。高毒性氯化物如多氯联苯、三联苯和氯乙烯在1978年被要求限制使用，随后在1989年禁止使用。
20世纪末，在不断健全的法律法规和不断发展的科学技术面前，德国的空气质量逐渐得到改善，总悬浮颗粒物、有毒污染物等均得到有效的控制。
接轨欧盟
步入21世纪，德国的空气质量管理逐渐与欧盟接轨。1996年，欧盟通过了关于环境空气质量评估的框架指令，该指令以及4项限制特定污染物的子指令是欧洲空气质量管理的里程碑及核心政策。
指令提出了3项重要的要求：一是在存在超浓度限值风险的地区制定短期行动计划，以降低超浓度限值的风险，并缩短风险时间；二是确保计划的实施，从而在期限内实现达标；三是在有污染物浓度值超标的地区要制定综合计划，控制超标的所有污染物。
2001年，欧盟对各成员国的空气质量进行了综合评估。欧洲委员会认为，虽然在过去40年内，欧洲的大气污染大大减轻，但仍存在不少问题。这些问题与颗粒物和臭氧对健康和环境产生越来越大的影响有关。在此基础上，欧盟结合空气质量浓度限值的要求，启动了“欧洲清洁空气”（CAFÉ）计划，并制定了“大气污染主题专题战略”。
2004年，34项空气质量计划（AQPs）发布，其要求包括通过为中小型固定燃烧源（包括生物燃烧）安装或更换排放控制装置，减少固定污染源排放；通过改造排放控制装置减少车辆排放，并考虑经济激励政策；当局根据环境公共手册购置车辆、燃料和燃烧设备，降低污染排放；通过交通规划和管理降低交通排放，包括高峰期行车收费、停车分段收费或经济激励、建立低排放区；鼓励清洁交通模式；确保大中小型固定排放源和移动排放源使用低排放燃料；减少空气污染措施包括指令2008/1/EC中许可证体系、指令2001/80/EC中国家计划，以及经济手段，如税收、收费或排污权交易；保护儿童或其他敏感群体的健康。
通过一系列法律法规的制定和严格执行，如今的德国已经彻底地摆脱了雾霾，再度恢复了秀丽的欧洲风情。■
《科学新闻》 (科学新闻2017年6月刊 纵览)
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