互动科普

尽管洛杉矶拥有全美各城市中污染最为严重的天空，但它却是近几十年来少数几个空气质量得以提高的城市之一。

在一些阳光明媚的大热天里，洛杉矶地区1400万居民会吸入一种浓重的褐灰色烟雾，其效果无人能够忽视。它遮住了圣伯纳迪诺山以及温暖的加州阳光，刺激眼睛和鼻子，限制了运动员的锻炼和患呼吸疾病的人的活动，还伤害了男女老少的肺。

在美国，南加州的空气质量是最糟糕的，该地区的空气污染状况在一年当中有半年时间都达到了对健康不利的水平，其污染超过了为空气卫生提出的六项联邦标准中的四项，它们分别是臭氧、微粒、一氧化碳以及二氧化氮的标准。1991年，南太平洋空气盆地内的空气有184天都超过了联邦卫生标准中的一项或多项。

不过，这些统计数字抹煞了南加州的居民们的一项非凡成就。洛杉矶是美国少数几个从70年代起就明显提高了空气质量的城市之一。从1955年到1992年，该地区的臭氧峰值水平从每10亿680个单位下降到每10亿300个单位，而臭氧水平是空气污染的最佳指标之一。加州空气资源委员会最近在一份文件中指出，在刚刚过去的十年里，在不利健康的臭氧水平下生活的人口减少了一半。此外，过去三年中每年所测量的烟雾含量是有记载以来最低的。

所有这些进展都是在洛杉矶地区的人类活动快速增加的时期内获得的。从50年代起，人口从480万增加到1400万，几乎是三倍之多；公路上的机动交通工具从230万到1060万增加到四倍多；洛杉矶市成为世界上最繁华的城市之一。

尽管南加州的居民们仍然面对许多空气污染方面的问题并将继续寻求解决办法，但他们在以下方面有一个优势：他们已花费50年来研究当地的大气，并用各种政策进行实验。我们希望各国城市均能学习洛杉矶的经验(见本刊1990年1月号“变化着的大气”一文)。

净化南加州空气的运动开始于40年代，那是快速工业化的时期。当时，一场突然的“气体攻势”折磨着该地，它刺激人们的眼睛使能见度低，还发出一种难闻的气味。然后，如同现今的情况一样，公众对这种烟雾如此厌恶，以至于当选的官员们被迫采取有效行动。不过，他们的努力招致强烈的不满。部分市民和工业界竭力反对消除污染源的提议。但是，《洛杉矶时报》发表了几十篇要求解决烟雾问题的社论。除去发表社论争取舆论支持外，该报还对问题的解决进行了投资。1947年，它聘用圣路易斯前烟雾政治专员Raymond R. Tucker对洛杉矶地区的空气污染进行研究。Tucker调查鉴别出几种主要污染源，包括重工业，铸造业，机动车辆，后院的焚化炉以及为使作物免受霜冻而设在上风处的产生浓烟的火堆。

同年，石油工业系统出钱让斯坦福研究院（SRI）提供另外一种有关污染的成因和控制方法的见解。该机构发现，多烟雾的日子部分成因在于一种称作逆温层的自然天气现象。大气中最热的部分一般都是离地面最近的地方，但是在某种条件下，一层冷空气会滑到暖空气层的下面。当太平洋使该地区上空的大气变冷时，这种逆温层常常在洛杉矶沿岸海面上形成。在海风将气团吹入内陆后，逆温层将空气污染物质滞留在地面附近的冷空气里，而人们就在上面居住、呼吸。该地区周围的山脉加重了这一问题，它们阻止了污染物质的继续扩散。

SRI指出，诸如灰尘、花粉、纤维以及盐等自然物质是烟雾的重要组成部分。但该研究院也认识到，工业和机动车辆也提供多种烟雾的组分：碳粒子，金属尘埃，油滴以及水蒸气。

50年代，SRI和加州理工学院的Arie J. HaagenSmit及其同事开始检测洛杉矶上空的大气的化学成分。他们的工作以及其他人的研究揭示了大气化学成分的复杂性。汽车、工厂和其他污染源释放出诸如碳水化合物、水蒸气、一氧化碳和重金属等初级污染物质。当这些化学物质暴露在强光下时，它们发生反应，产生出大量的二级污染物质——例如，臭氧、二氧化碳、各种有机化合物以及硝酸盐和硫酸盐的酸性粒子。这种混合物接着与动植物相互作用，产生种种不同的效果。人们对许多此类现象至今仍不了解，但50年前，这方面的有用信息还要少。

1953年，因为公众害怕洛杉矶的烟雾可能成为与伦敦杀人毒雾一样可怕，州长Goodwin J. Knight命令组成一个空气污染考察委员会。该委员会在伯克曼仪表公司的Arnold O. beckman的领导下，提出了在短期内减轻空气污染的五个主张。首先，他们提出通过输送石油产品的传统做法来减少烃类化合物的释放。其次，他们制订了汽车排放的标准。第三，他们鼓励使用不燃烧柴油而烧液化石油气的汽车和卡车。第四，他们考虑是否应要求那些严重污染该地区的行业降低其发展速度。最后，他们倡导禁止焚烧垃圾。

该委员会还希望从长远来看，洛杉矶应制订一个持久的机动车污染控制规划，建立一个快速公交系统并开始一个旨在治理工业污染源的合作项目。具有讽刺意义的是，该报告公布之日正是该地区的公共铁路系统拆除之时，今天，洛杉矶正在努力回到轨道上来，也就是说，他们要建立一个广泛的地区性轨道交通网络。伯克曼委员会的推荐书最终成为了该地区的一份连贯的空气质量管理计划，但它出现得太慢，并一改再改。

紧接着伯克曼报告之后，临近的奥兰治、雷弗赛德和圣贝纳迪诺三县也开始了自己的污染控制项目。在过去40年，以上这些地区的人口和交通工具数量均爆炸性增长。这三地的污染控制项目在很大程度上均和洛杉矶的一样充满活力，富于创新。但这些县的居民很快意识到他们需要协同作战；烟雾是不会考虑政治上的区划的。

1975年，该地区的各县府自发地尝试把各自的污染控制项目联合起来。两年以后，几乎没有任何进展。因此，加州立法机关在地方项目间建立起一种松散的联盟——南太平洋沿岸空气质量管理委员会（AQMD）。AQMD授权管辖洛杉矶、奥兰治、雷弗赛德和圣贝纳迪诺部分地区，该片地区共达13.350平方英里。

最初，AQMD负责固定的空气污染源，而加州空气资源委员会则是指定来治理小汽车、卡车和公共汽车等机动车辆污染源。在AQMD城里的头几年，它采纳了众多商业领导者持有的一种观点。这种观点认为，许多行业都已经尽可能做到清洁了。只是州政府在消除小汽车等污染源方面做得不够，那就使得该地区可能永远地达不到清洁空气的标准。按照法律的要求，AQMD采用了1979年和1982年的空气质量管理计划，但这些计划多被看作是纸上谈兵，毫无实效。那时，联邦清洁空气条例要求所有美国城市到1987年都必须达到联邦标准，尽管几乎所有人都意识到要洛杉矶完成这一任务是不可能的。不过随着期限日益逼近，环境学家乃至有一些商业团体，都就AQMD的自满情绪和据说的办事不力进行抨击。1987年，立法机关重新调整了AQMD管理委员会，并将更大的权力授予改组后的委员会。现在，由AQMD负责达到当地的、州政府的以及联邦政府的标准。

尽管存在各种政治动荡因素，州政府和当地政府还是设法在1977年组建AQMD之前就控制住了南太平洋沿岸空气盆地内的许多污染源。它们逐渐建立起重点在减少主要的空气污染源（垃圾焚化的微粒，工业的排放物以及机动车辆产生出的污染物）的条例。

1958年，在伯克曼委员会的推荐书内，不顾公众和部分废物处理厂经理的反对，禁止在后院焚烧垃圾。30多万个家庭拥有这类焚化炉，他们中的许多人都不愿放弃这种方便经济的废物处理法。但是慢慢地，人们的态度改变了；今天，大多数洛杉矶居民会认为焚烧垃圾，并使其邻居忍受烟雾和气味是件遗憾的事情。

废物处理场的经理们反对这项禁令则是由于另外一个原因。这项分析员们认为，替代垃圾焚烧的廉价手段就是垃圾掩埋，因此他们正确地预见到，尽管用填埋来替代焚化炉会减轻空气污染，但是额外填埋的废渣会产生其他类型的环境问题。例如，随着雨水在废渣间渗漏，并带走可溶物质，它会污染当地的地下水资源。南加州人目前正在致力于清洁地下水，不过长远的计划首先应该是通过再循环作用减少垃圾量，其次是通过改进填埋的管理来减少地下水的进一步污染。

与清除工业污染源的尝试相比，禁止在后院使用焚化炉所遭受的公开反对就要小得多了。在历史上，工业排放物的控制一贯受到挑战，因为需要平衡地区的环境利益与经济需求。1953年的伯克曼报告迅速引出了在工业上输送石油产品时使用蒸气回收设备的需要，但加油站直至1978年才被强制要求在汽油泵上安装这类设备。这种设备起初让司机们感到多少有些难以掌握，后来就结构合理化了，因此现在其效果明显，易于驾驭。不过，这一措施仍然招致加州之外的许多社会团体的反对，因为它价格并不便宜，也不方便。

60年代，采纳了旨在消除在臭氧成因中起主要作用的工业溶剂的规定。这些规定影响的范围很广，从汽车制造业到干洗业无所不包。大多数部门为满足这些要求，都选择使用装置，因为前者的花费较少。令人悲哀的是，后来证实非活性溶剂破坏了平流层中的臭氧。(在高空，臭氧对保护地球不受有害的太阳辐射发挥了关键的作用。)要想解决工业溶剂造成污染的问题，就要找到真正无害的溶剂；例如，休斯飞机公司最近开发出一种由柠檬汁制成的焊剂。

尽管加州人成功地减少了由某些工业污染源产生的污染量，但他们的努力已在最近几十年里被部分抵消了。随着该地区的经济发展，又引入了许多新的污染源。为了补偿这一发展因素，官员们于1976年制订了“新污染源”的规定。这些规定要求正在扩展的部门使用所能到手的最为清洁的技术。该条令还详细规定了如果一家公司计划开始一项会增加排出物的工程，就必须通过减少另一项工程的排出物来赢得一定数量的环境额度。

这些有关新污染源的规定刺激了大量的技术革新。研究人员把1976年最好的控制技术与1990年的相比较时发现，在产品制造过程中产生的污染量平均而言降低了80％。遗憾的是，许多行业都找到了一种绕过这些规定的方法。该规定中未限制那些日排出烃类化合物不足75磅或氧化氮不足100磅的新工程。为了钻这个空子，它们通过增加许多小型工程而不是—些大项目来扩大规模，从而使所有项目都可保留下来。此外，大多数小生意也免受限制，甚至尽管它们在过去几十年间构成了固定污染排放量中增长最快的部分。

这些小污染源的膨胀，连同人口和机动车辆使用量的增加，抵消了整个80年代的净化努力。随之而来的是，新污染源的规定于1990年得到修订，把那些引入少量空气污染的工程也包括了进去。即便这样，仍有一些豁免之处，它们继续破坏着人们的努力。

洛杉矶在减少工业污染物质方面遇到的困难在一个方面类似于其在降低机动车辆排出物所作尝试时的情形。尽管找到了问题所在并采取了行动，官员们仍然在整治该污染的规模上步伐缓慢。例如，伯克曼委员会—开始就建议控制机动车辆的排污量，但它也未能预测到该地区的汽车旅行会发展得如此之快。不过，洛杉矶在三个重要领域取得了成功：促进了清洁燃料的使用，净化了发动机的排气，鼓励了合乘小汽车以及使用公共运输工具。

在整治机动车污染时，重要的第一步就是减少“漏气”。大多数30年前设计的汽车发动机都允许燃烧的气体副产品通过活塞、曲轴箱逃逸到大气中。1960年，这类漏出的气体在该地区全部烃类化合物的排出量中占了四分之一。通过安装一个5美元的装置使曲轴箱内的排出物按规定路线进入发动机入口歧管，从而达到消除这些气体的目的。如此一来，烃类化合物气体就被烧掉而不是释放了。1963年，州政府命令所有机动车辆，无论新旧，均要增加这种装置。到60年代中期，一支特殊的警察队伍在南加州的马路上巡逻，专门对那些排放烟雾过多的车辆开罚单。

曲轴箱装置在新车上是行之有效的，但旧车车主反对在其车上装配这种装置。许多汽车的机械师没有受过安装这种装置的训练，甚至正确安装该装置也会损坏发动机的流言不胫而走。这一失真的信息是加州立法机关于1965年做出停止要求在1963年以前制造的小汽车上装配曲轴箱装置的决定的根本原因。这不是第一次，当然也不是最后一次，政治上的妥协建立在不准确的信息基础上。

除了安装曲轴箱装置外，洛杉矶还尝试通过鼓励生产和使用清洁汽油来减轻机动车辆的污染。1960年，官方要求该地区所销售的所有汽油含有的烯烃都较低，而烯烃是石油产品中活性最强的一些化合物。令人遗憾的是，随着时间的流逝，清洁汽油项目失去了原有的势头。接着，在80年代初，科罗拉多州政府重新提出这种概念，希望能在丹佛减轻空气污染。科罗拉多要求将甲醇衍生物混入汽油中。同时，在加州，AQMD和州政府也正通过整治项目推进使用甲醇以及其他替代性燃料。面对为甲醇和其他清洁型燃料让出大量市场，洛杉矶的大西洋理查弗尔德公司提出了一种建设性的解决方法，即开发一种绝对清洁的汽油。这些事件刺激了加州和联邦政府扩大规定的范围，将清洁型燃料引入了新的立法中。

在减少机动车辆排放量方面的另—进展是通过使用催化转换器消除来自小汽车发动机排气中的污染物质。加州要求从1975年开始，所有新型号的小汽车都要有转换器。这种转化器和类似的装置能大量减少排出物，但因为种种原因，这个项目并未如设想的那般成功。首先，研究人员发现转换器的功效随着小汽车的使用时间增加而降低。其次，许多驾驶员喜欢乱弄控制排出物的装置，或者甚至将它取下。第三，许多用户使用便宜的加铅汽油而不是更为昂贵的未加铅汽油驱动他们的小汽车，从而损坏了他们的转换器。事实上，1983年，国立执法考察中心发现，公路上行驶的所有车辆中，几乎有五分之一的控制排放量的装置要么被车主拆下了，要么因使用加铅燃料而被损坏。近年来，随着未加铅燃料的价格逐渐向加铅汽油靠拢，后一个问题已得到缓解。

为了落实机动车排放量的有关规定，洛杉矶于1976年开始了一项监督计划。该计划规定，不管何时买到一辆车，该车车主都必须把车开到指定地点以测量此车的发动机在正常行驶速度下的排放量。要完成这一计划，洛杉矶还面临着许多困难。而州政府也不大愿意提供帮助。随之而来的是，洛杉矶市内怨声四起，那些小汽车车主纷纷抱怨为了候检，他们不得不去排长队。

当环保局有关削减公路经费的制裁强制实施时，加州立法机关最终相信了应该开展一项新的监测计划。根据这个“烟雾检测”新规定，加州的每辆小汽车每隔两年都必须到修理店进行检查。此外，州政府也给予地方政府一定的选择权：地方政府有权决定检查是在发动机空转时进行，还是在它以正常速度行驶时进行。如果采用后一种方法，费用就要高一些，但效果也要好一些。该计划虽然在一定程度上减轻了污染，但并未达到预期的目标。今天，联邦政府再次要求加州政府务必制订一套能充分挖掘出污染治理的潜力来的方案。

官员们在鼓励南加州居民共同使用小汽车时遇到了很多麻烦，其实共用交通工具可以降低拥挤程度，减少污染物质排放量。一种促进共用车辆的方法是在主要的公路上留出车道，专供一辆车上乘坐两人或多人的小汽车使用。不过，当加州的交通管理官员们提出把圣莫尼卡高速公路上四条车道中的一条限制为共用车辆者使用时，遭到了司机们的强烈反对，迫使他们很快将此建议收回。后来，官员们发现，公众对在现有公路上为多人共用的车辆增加新的车道不那么反感。现在，加州就已经有了带这类车道的广泛公路网。

1987年，AQMD要求拥有100或100名以上的员工的公司对采用“汽车共用制”的员工进行物质刺激，尽管该规定产生了一些负面反应。但它已经获得了成功。该规定被应用于5,200个工作地点，包括员工120万名。对这些员工的研究表明，从1987年到1992年的五年间，单位车辆的员工数从1.13增加到1.24。该计划每天减少9万次行车，并减少预计要削减的排放量的一半左右。事实上，南加州是美国少数几个过去五年间汽车共用人数增加的地区之一。

如今，加州的机动车辆和工厂的运转是世界上最为洁净的。加州销售的一辆新车排放的污染物只有1970年的新车的十分之一。发电厂之类的工业几乎完全依赖于清洁燃烧的天然气。制造厂和建筑公司使用先进的涂料、溶剂和粘合剂，这些材料的配方已经把污染的可能性降至了最低。由于以上这些以及另外一些的原因，南加州地区在减少空气污染方面取得了巨大进步。

但是尽管取得了这些成功，南太平洋沿岸空气盆地的污染仍然十分严重。平均每天排放高达1,375吨烃类化合物，1,208吨氧化氮，4987吨一氧化碳，134吨氧化硫以及1,075吨尘粒。包括小汽车、飞机、火车和轮船在内的交通工具又增加了烃类化合物的47％，氧化氮的70％，一氧化碳的90％，氧化硫的60％，以及尘粒量的89％。工业界则再添加了烃类化合物的26％，氧化氮的18％，氧化硫的30％，以及少量其他污染物质。其余污染物由家庭和服务行业排出，比如饭馆、干洗店、加油站和商用建筑物的经营使用。

为了达到联邦卫生标准，洛杉矶必须进一步降低污染。计算机的推算表明，南加州的居民必须将烃类化合物减少80％，将氧化氮减少70％，将氧化硫减少62％，将尘粒减少20％。骄傲自满的后果将是灾难性的。

南太平洋沿岸空气盆地内的空气污染已经在居民们身上造成了惊人危害。越来越多的迹象表明，烟雾是对健康的严重危害。

1991年，诺玛琳达大学的流行病学家David Abbey发现了长期暴露于空气污染与慢性病的发作之间的联系。Abbey研究了在七日内前来受检的6,340名自愿者，他们中有62％居住在南太平洋沿岸，其余人则分散于整个加州。在这组由6,340人组成的研究对象中，那些居住在悬浮粒子超过政府标准的时间每年多达42天或42天以上的地区的人患呼吸道疾病的危险较大，患支气管炎的危险性要高33％，患气喘病的则要高74％。此外，居住在这些区域的妇女患上某种癌症的危险性也要高37％。

洛杉矶加州大学的Roger Detels研究了南加州三个空气质量不同地区的居民所患的呼吸道疾病。五年间，他定期询问和检查了多位7至59岁的自愿者，以测定他们的呼吸系统的健康状况。1987年，Detels发现，污染严重区域的居民比起污染较轻的地区来，所拥有的呼吸道疾病(诸如支气管炎和气喘病)症状更多。

AQMD于1987年进行的一项研究预测，如果南太平洋空气盆地的居民成功地达到了臭氧和粒子的联邦标准，他们每年将从保健费用方面节省94亿美元。如果居民们只把粒子减低到联邦标准，他们每年将阻止1,600例慢性呼吸道疾病患者过早死去。另外，每年呼吸道疾病患者无法上班、上学和进行其他活动的1500万人次也将不复存在，同时，因接触尘粒而过早死亡的危险性也将降低。(死亡的危险大约是万分之一，这个数字是加州人死于车祸的可能性的一半。)

如果洛杉矶居民能够达到臭氧的联邦标准，他们每年就会消除1800万人次的活动限制，65O0万人次的胸部不适，1亿人次的头痛，1.2亿人次的咳嗽．1.8亿人次的喉咙发炎以及1.9亿人次的眼睛发炎。这些可怕的数字引起了联邦政府和州政府的重视。1990年修订的“联邦清洁空气法规”允许洛杉矶到2010年达到联邦卫生标准，但是该法规同时也要求洛杉矶朝着卫生空气，这一目标逐步取得进展。加州清洁空气法规要求该地区每年减少5％的排放量，直至达到卫生标准。

1989年到1991年三年间，AQMD制订了一份空气质量管理计划以响应严厉的联邦和加州法律。在今后的17年中，该计划试图全面减少来自所有污染源的污染，并促进新技术和更清洁的技术的发展。AQMD将在EPA，当地政府和州立空气资源委员会的协助下，实施该项计划。每个组织分工明确。AQMD负责清除固定的污染源，鼓励合伙使用小汽车。EPA为通过该地区的飞机、火车和轮船制订标准。当地政府致力于通过交通运输基础设施的改进和公交运输量的扩大来缓和交通拥挤状况。空气资源委员会负责机动车辆的标准。它已经采取雷厉风行的行动，将在下—个十年内把机动车辆排放量减少85％，并增加电动车的销量。

AQMD以及它的姊妹机构计划分三步来解决污染问题。第一阶段绰号为Tier I，包括135种措施，它们有的可利用现有技术去完成，有的则要等到1996年才被采纳。这些措施限制和减少了来自电力事业、机动车辆、小买卖、甚至后院的烧烤等污染源的污染物质。电气公司将在发电厂内安装低污染的燃烧器和催化剂，以减少氧化氮的排放量。在后院进行烧烤所产生的污染将随着家庭使用重新配方的木炭点火液体和其他产品来点燃烤架而减轻。机动车辆的排放量则将因制订排气尾管标准，鼓励合伙使用小汽车的计划．以及使用公共运输工具而降低。

第二个阶段(即Tier Ⅱ阶段)将一直延续到21世纪。这些措施将依靠那些刚刚进入商业市场的技术。其中一项是由格里顿公司开发的一种新颖家用涂料．这种涂料不会释放烃类化合物。另外一项措施是开发使用甲醇，天然气或其他替代型燃料的汽车发动机。第三阶段，又称Tier Ⅲ，要求利用目前尚未完全开发成熟，但在下一个十年间有可能付诸使用的技术。研究人员在制造一种能在紫外灯下干燥的涂层，它不会排放出任何污染物质。研究人员们也在研究诸如用在宇宙飞船等之上的燃料电池，以驱动一种无排出物的电动车。

为了帮助开发这些新技术，AQMD通过下属的技术进展办公室与政府机构和私营企业一起工作。到目前为止，该办公室已提供4千万美元左右的起动资金，共促进大约250个项目。在目前进入商品化的技术有使用换代燃料的机动车，氧化氮的工业排放控制系统，清洁型涂料、溶剂、以及涂层，等等。

在AQMD公布了那份治理空气污染的雄心勃勃的计划书之后，该组织迅速意识到它不能仅仅只充当一个态度强硬的治污染警察角色，而希望各个公司，特别是一些小公司听命于计划的安排。洛杉矶的企业正处于衰退期．并面临着国防经费的削减，商人们不愿把人、财、物投入到控制污染的设备上。

为了保持势头，就需要采用一种与此不同的方法，特别是要清除日益增多的小污染源的排出物。1991年，AQMD提出了一系列的改革纲要．其中包括提供免费的技术援助和开始一项有保证的贷款项目以便使那些小企业有能力购买控制污染的设备。

从长远来看，让各行各业减少污染这一任务有赖于技术的革新。AQMD为开发这些清洁技术所作的推动之一就是地区性清洁空气刺激市场计划。按照该计划的要求，一家企业不仅每一件设备要达标，而且要使全部设备运转时又必须达到排放量的标准。那些将污染减至标准之下的企业将获得减少排放物的盈余额度。而那些产生的污染高过标准的公司则必须购买足够的额度来补差。这项计划给予公司一定的自由来选择如何减低排放物，它也提供了改革的一种鼓励，因为公司可以通过净化空气来获利。

过去40年里，洛杉矶的市民们—直为净化空气而积极斗争，但有时他们也会放松这个问题，因为他们害怕控制空气污染与地区经济利益起冲突。今天，尽管居民和商人有时仍会怀疑环境法规，并且理所当然地关心洛杉矶冷战后时期的经济状况，但他们似乎都清楚地认识到解决严重的空气污染问题的必要性。

我们希望，到了2010年，当我们的孩子们登上圣伯纳迪诺山时，他们看到的不是一片烟雾，而是太平洋和卡塔利娜岛。我们希望他们能生活在—个由技术革新支撑着经济与环境的地区。但最为重要的是，我们要他们从有益健康的新鲜空气中获益。