空气质量与能量转换：法国案例

Jean-Luc Legoupil / Renard工程和通信公司董事长 / 2017-04-09

自从1990年以来，法国的空气污染物排放量急线下降，但仍有改善空间，特别是在城市、工业区和农村地区：这些污染物变得不可见，更加微小，由风携带着跨越边界。在这方面，需要进行严格的科学分析，以便投入集体和个人资源，为公共福利共同采取最有效的行动。

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思考能源消费者对空气污染的相对重要性，为前进提供了一种可能思路。研究污染模式，进而发现政府和个人可以采取的行动，来消除或至少限制其健康风险，特别是在大型城市群中。

由于治理污染政策仍主要在国家层面，这篇短文将仅聚焦于法国的情况。欧洲和北美国家的现状非常相似。但是除了日本之外，亚洲许多城市正遭受严重污染：硫和氮氧化物（来自煤炭）直接威胁着城市居民的健康。巴黎在2014－2015年间，只有一次超过警报阈值（80μg/ m3）。在墨西哥城、雅加达和北京，平时的污染物密度可达到180μg/ m3，峰值时则超过300μg/ m3。

法国观察到的主要污染物及其影响

我们呼吸的干燥空气中包含78％的氮气、21％的氧气、0.95％的氩气和400ppm的二氧化碳。其余则由天然或人为来源的污染物组成。在法国，对健康仍存在危害的是固体颗粒和氮氧化物，加上家庭和职业暴露、花粉以及农村与畜牧业和农业喷洒相关的污染物。

二氧化碳（CO2）

作为导致全球变暖的温室气体之一，严格意义上二氧化碳并非污染物，在正常水平上是无害的。在封闭的房间中，人体可以通过呼吸监测到自身产生的二氧化碳的增加（每小时呼出600升气体共含有12升CO2），并用反射反应来调整呼吸速度。如果持续8小时二氧化碳超出0.5%就是有害的。巴黎地铁站的CO2在400－1000ppm之间：RATP(巴黎公共交通联合机构)测量的结果，目的是评估通风效果。在户外，CO2的浓度保持稳定。它必须与一氧化碳（CO）区分开，后者毒性很大，但主要是在密闭空间里由不正常的燃烧器以及…吸烟者导致。

固体颗粒物

被称为PM10和PM2.5（直径小于10和2.5微米），来自于取暖、工业排放、农业喷洒、养殖灰尘和旧柴油机车辆。也包括自然现象：2010年冰岛艾亚菲亚德拉（Eyjafjallajökull）冰川下的火山，季节性花粉和撒哈拉沙尘。在城市，公路上浓度最高，包括尾气、轮胎和汽车制动扬起的粉尘。在地铁和RER列车中，灰尘集中主要是由列车制动器和电刷滑动所致。与地面空气相比，在巴黎地铁站监测到的PM10是7倍，PM2.5是4倍。在过去三十年中，工业粉尘由于工艺改进和大量工厂关闭而减少。

氮、氨和臭氧氧化物

燃烧产生的氮氧化物与农业喷洒的硝酸盐肥料结合产生的NOx气溶胶有助于形成地球表面臭氧层，一种肺刺激物（上层大气中的臭氧可用于过滤紫外线）。在室内，臭氧也会从旧吸尘器、复印机和激光打印机中产生。

其他污染物和有毒物

其他污染物在法国被降低到最低值：包括来自燃煤电厂的二氧化硫、砷和重金属。在有机污染物中，芳香烃来自木材、煤和石油的燃烧。1975年开始美国禁止在汽油中加铅，自2000年起欧洲也开始实行。如今空气中铅水平已经很低，残留主要来自垃圾焚烧炉。

固体颗粒物和氮氧化物对健康的影响

根据帕拉塞尔苏斯(Paracelsus)的原则，决定毒性的是剂量大小……矛盾的是，在过去三十年，法国空气中的所有污染物都显著减少，但婴儿支气管炎、心血管疾病和癌症却同时在增加。事实是什么？公开发布有很多，却没有医学基础和必要的统计数据，很容易将发展中国家的问题与欧洲的情况混为一谈。所以，让我们考虑实际的医学研究。

根据IARC关于职业暴露和啮齿动物的研究试验，高浓度柴油燃烧产物的吸入会触发癌症。发达国家城市中观察到的排放水平都跟低，这一点非常特别。乌特勒支大学一项经常被媒体引用的研究（The Lancet，2013）说，在过去十三年中，靠近欧洲城市道路的地区，由于PM10颗粒，癌症发病率每年上升7％。然而，《柳叶刀》的评论警告说，这项（严肃）研究的弱点在于，它涉及到长达13年里的36万人：男性结果是+ 14％，女性是－1％，平均为7％。这种无法解释的结果，在某种程度上没有检测到心血管疾病的情况，表明其分析存在统计偏差，可能是由强干扰因素（下面提到烟草）导致的。

已经证明，固体颗粒物和氮氧化物对敏感哮喘患者会造成呼吸不适，但是在欧洲污染量很低的情况下，对心血管疾病死亡率的影响实在难以量化。例如，靠近主干道路城市居民也同时受到噪音、压力和更低生活条件的侵害。

对于婴儿支气管炎，一项覆盖广泛的加利福尼亚流行病学研究显示，其与PM10和PM2.5缺乏相关性。需要根据病毒来源对其他原因进行考虑（如托儿所在城市的类型？）。

烟草污染

尽管法律已禁止（1976年的《威尔法案》和1991年的埃万法），吸烟仍影响了四分之一以上的法国人，是呼吸道的第一污染源。吸烟者吸入一氧化碳、氮氧化物、氰化氢、丙酮、酚类、氨、焦油和重金属。吸烟者平均寿命在30－69岁，比正常水平平均减少约20年，其中有85-90％的肺癌直接由烟草引起，而80％的心肌梗死受害者在45岁以下。对于吸烟者，欧洲城市的污染与烟草的毒害相比，可以忽略不计。

关于污染物排放及空气污染的一些数字

观察污染排放的主要来源，通过行为激励或政府决策来提供行动方案，这是很有趣的。

（表：按照来源法国2012年污染物统计（千吨／年））

（第一栏：林业、制造业、居民和商业供暖、公路运输、其他（能量转化、炼油厂和发电站等）、总计）

（第一列从第二栏开始，上至下：总悬浮颗粒物、…包括PM10，…包括PM2.5，…包括PM1.5，硫化物（二氧化硫），氮氧化物（NOx）)

（＊来自氮氧化物喷洒的排放被NEC法令和哥德堡协议排除在国家总量之外）

（表：按照来源法国PM10的发展统计（千吨／年））

（第一栏：林业（森林）、制造业、居民和商业供暖、公路运输、其他、总计）

交通运输

在法国，14%的PM10、18%的PM2.5和54%的NOx排放来自车辆废气，它们对局部污染的影响还取决于其他来源以及天气：2015年3月，在巴黎和诺曼底一些海滩PM10接近峰值……

PM10污染在2014年3月和2015年3月达到峰值，显示出巴黎限制出行所带来的利益有限：交通流量每次只下降了18％。事实上，巴黎的交通可通过饱和度得到调整：许多巴黎通勤者预测到流量大和公共交通拥挤，才决定当天开车……这种情况下，PM10的浓度减少了2％，巴黎环路的NOx减少了10％。在欧洲很多城市，这种措施是永久性的，居民也已经适应，例如每户两辆汽车。其他城市设立了收费站，如卑尔根、奥斯陆、伦敦和斯德哥尔摩。巴黎的小汽车车道开始收窄：边上的公共汽车和自行车通道越来越宽。

公共交通节能，污染排放低，但我们观察到地铁空气被微粒物高度污染，微生物混杂。RATP在高测量值方面是透明的，一切工作正在进行当中，但需要时间：在2016年，媒体关注更多的是取代之前的柴油车……即使这些措施影响有限。

柴油还是汽油？

柴油发动机比同等性能的汽油发动机消耗燃料少15％至20％，但旧型号的柴油机会产生大量颗粒物和氮氧化物。欧5和欧6标准将慢慢影响到老车队。2015年，新的“清洁”车型已经在柴油车一直被禁止的日本获得政府授权上路。

（表：柴油和汽油发动机欧洲标准）

（第一栏：欧4（2005年1月）、欧5（2009年1月）、欧6（2014年9月））

（第二栏：污染物类别（mg／km）、汽油、柴油、汽油、柴油、汽油、柴油）

（第一列从第三栏开始，上至下：氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、颗粒物数量（百万））

（＊60仅针对注入型发动机，截止至2017年）

政府行动和能源转型

监管框架五花八门：世界卫生组织建议的哥德堡协议（1999）几乎没有人遵守；法国的LAURE（1996年）、颗粒物计划（2010年）、PUQA（2013年），以及针对企业在2013年修改过的IED法令。

法国的发电（2014年）能源中，化石燃料只占5％，相比之下，德国仍为55％，大规模的可再生能源计划帮助德国逐步退出核电，得到了政府补偿。

能源成本的相对低廉，限制了居民对节能加热器、太阳能加热和保温设施的投资：这些投资的回收期通常超过10年。又该如何鼓励房产主们投资新的供暖措施，为他的租客省钱？

对于交通，更好地布局生活和工作场所可以减少日常交通流量。巴黎之外和郊区的法国人进入巴黎主要是开车，从一个郊区到另一个郊区也是。相反，巴黎市内居民喜欢公共交通、步行，甚至骑自行车。我们可以想象电动自行车和电动汽车如AutoLib的进一步发展，第三产业从业者可以部分地采取远程工作的形式。

当然，我们现在的城市空气比二十年前更好，但包括法国在内，欧洲28个国家中的17个偶尔会达不到欧洲标准。

公民可以采取什么行动？

最好的大气空气净化器是雨水。雨后房屋和公寓的通风是一种卫生措施。在中国城市里，人们常常需要戴口罩过滤灰尘，日本人也配戴口罩以避免传染性疾病在公共交通中的传播，但这种做法不符合我们的文化……要减少取暖燃料颗粒物和NOx排放：欧洲的业主只要一台18°C恒温仪和一件毛衣！你也可以将洗衣机洗涤温度设定在40°C，而不是60°C，少用烘干机，更安静地驾驶汽车……

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在60年代以前的欧洲和北美，工业场所建在城市里，就像今天的中国。车辆的发展让我们能够把工厂搬离住宅区，这是进步，但我们知道也产生了副作用。在农村，我们的农业更有效率，但仍需喷洒肥料和农药，饲养家畜也会产生灰尘。

我们可以做些什么？欧洲标准尚未得到完全遵守，特别是在运输方面。工业上过于严厉的标准，将导致向政策宽松的国家转移，导致负面的生态和社会后果。没有巨大的公共激励，占据居民总数46％的租户几乎不可能主动投资节能设施。

科学和医学数据是公正的：我们必须保证它们不被企业和社会活动家所过滤。保护我们的健康、生活方式和财富不能靠情绪化和冒险。

毕竟，这不仅关乎健康，清洁空气和美妙气味对幸福也发挥重要作用，这一点需要重视。

注：数据源可在本文完整版中查阅，完整版即将发表在ParisTech网站上。感谢Citepa、Insee、《柳叶刀》、Airparif、RATP等，为公众提供的优质信息。本文内容独立，与上述机构无关。（张婕熙／译）