解析日本空氣環境質量標準的解決策略
前言
2011年12月15日國務院印發了《國家環境保護“十二五”規劃》，《規劃》提出，“十二五”期間，要切實解決影響科學發展和損害群眾健康的突出環境問題。為此，完善監測技術支撐體系，修訂環境監測技術規范和分析方法成為《國家環境監測“十二五”規劃》的目標之一。2011年末，北京、上海、南京、濟南等多個城市出現灰霾天氣，空氣環境質量標準成為熱議話題;在此背景下，開展其他國家空氣質量標準體系研究，對構建和完善我國空氣環境質量標準體系具有積極意義。
1 日本空氣環境質量標準體系形成歷程
空氣作為人類生存必不可少的環境要素，其質量與人的健康息息相關，空氣污染是影響健康的主要環境風險之一。空氣污染物來源總體可分為天然污染源和人為污染物兩大類別。天然污染包括火山活動、沙塵等自然因素引起的污染。人類活動引起的空氣污染主要有工業排放、機動車尾氣、城市生活供暖等產業和人類活動排放的污染物質等。不同歷史時期生產力水平不同，社會發展階段不同，空氣污染的類型也不同。
日本的空氣污染始于明治20年代近代工業開始時期，早在19世紀末的“足尾銅山礦毒事件”，因在精煉銅礦的過程中產生的硫化物(SO[，X])對當地水質和空氣造成嚴重的污染事件成為日本產業化開始后最初的著名污染事故。二戰前日本的空氣污染主要是局部的工業區的污染，而戰后高速經濟發展時期的空氣污染是由于工業化和城市化的快速發展，以重化學工業污染為特征，這一時期硫化物污染嚴重，光化學污染事故頻發，最為典型的是四日市空氣污染事件。為防治污染，1968年日本頒布大氣污染防治法，1970年首次制定大氣環境質量標準，開展空氣環境質量監測，開始了治理空氣環境質量的工作。隨著產業化和城市化進程的深入和擴展，空氣污染物質特征及其對人類健康的危害也有不同。
在日本，空氣的污染類型主要分為產業公害型和城市生活型，前者是近代化和工業化階段的產物，主要污染物是傳統的大氣污染物;后者是20世紀80年代后半期以來逐漸出現的因機動車尾氣和城市化及后工業化產業時代的污染因子(氮氧化物、有機化合物、重金屬等)造成的空氣污染。產業化公害型大氣污染的特點是：污染區域在工業區或城市化集中區域，污染物質種類相對單一，對人類健康造成的危害主要是空氣中高濃度的污染物引起的急性中毒或急性呼吸道系統疾病，公害對人類健康造成的危害與污染物的相關性易于解明。倫敦的煙霧事件、20世紀40年代美國洛杉磯光化學煙霧事件和四日市公害事件是典型代表。城市生活型的空氣污染的特點是：污染物種類繁多、污染物擴散具有全球范圍循環的特點，污染的防治不只是局部工業區域而是擴展為全球范圍。對人類健康的危害體現在：人類生活在存在低濃度污染物的空氣中，因長期暴露而引發的慢性呼吸系統疾病以及三致(致癌、致畸、致突變)等污染物對人類健康造成的危害。最為典型的污染物質是近年來引起廣泛關注的。對人類健康和環境的影響復雜多變，解析難度較大，難以很快明確慢性疾病與污染物的直接相關性，往往體現出多種因素、多種條件綜合作用的趨勢。
制定環境標準，開展監測是治理污染的前提，可以為摸清污染狀況，說清污染原因提供科學依據，在了解污染形成原因和狀況的基礎上制定防治政策和措施。日本空氣環境質量標準從20世紀70年代首次制定，到2009年最新修訂，已經歷了半個世紀的歷史階段，其環境質量標準的項目和內容構成也因時代的不同而不同。主要分為兩個階段：第一階段是1970-1996年代。這一階段空氣污染以產業公害型污染為主，主要空氣環境質量標準項目以傳統的大氣污染物質為主。第二階段是城市生活型空氣污染階段，以1996年日本修訂大氣污染防治法為標志，除已經開展監測的傳統空氣污染物外，將低濃度長期暴露于大氣中對人類造成慢性毒害的污染物質納入空氣環境質量標準體系，確定了234種有害的空氣污染物，并從中篩選出22種對人類健康威脅較大、環境風險較高的優控污染物開展監測。1999年，根據《Dioxins物質對策特別措施法》第七條，制定防治Dioxins類污染的環境質量標準(包括大氣、水質及土壤)。關于環境質量標準，最初美國于1997年制定，日本關于的研究及監測始于1999年，直至2006年，在人體暴露、防疫學及毒性學3個領域實施了各種調查研究，并于2007年7月公布其研究成果;2006年10月隨世界衛生組織制定標準，日本東京大氣污染訴訟和解事件以及環境省調查報告的匯總等工作的完成，制定標準的必要條件和前提已經具備，2008年環境大臣經過咨詢中央環境審議會，并經中央環境審議會大氣環境部會的專門委員會審議，在2009年9月制定環境質量標準并公示。日本空氣環境質量標準變遷見表1。
2 日本空氣環境質量標準體系構成
日本的環境基本法和環境質量標準界定了環境質量標準的制定原則和基本內容，所涉及的標準類型、項目類型、分析方法等在法定的法律法規中均有明確規定;根據法律法規制定的標準項目、限值、分析方法等技術規范具有明確的法律意義。環境質量標準不是孤立的標準限值的概念，而是一個體系，主要包括標準項目、標準限值、分析方法、監測方法、評價標準和表征方法等。不同環境媒介涉及的標準體系內容有所差異，但環境質量標準體系的結構具有共性。日本空氣環境質量標準體系構成如圖1所示。
3 日本空氣環境質量標準體系
3.1 日本空氣環境質量標準體系構成層次分析
日本空氣環境質量標準可以分為兩個層次，其一為環境質量標準項目。主要有傳統大氣污染物、有害大氣污染物質(已經制定標準限值的4項)、有毒有害化學物質(Dioxins)和微小粒子狀物質()四個部分內容。具體項目和標準限值見表2。其二為1996年日本大氣污染防治法修訂后指定的234種空氣中的有害污染物，確定了22種風險較高的優控污染物，并開展監測，目前已經開展常規監測的有21項。具體項目和標準限值見表3。
3.2 日本空氣監測和調查技術規范及常規監測準則
在制定環境質量標準后，為有效開展規范的監測工作，環境省根據法律法規的要求制定、發布了一系列的監測方法、技術規范和分析方法等技術文件，根據其法規數據庫公布的法律法規文件和各種專項監測報告的內容，日本空氣的監測規范和方法有：調查方法、測定手冊、報告要點等
類型。作為環境省的正式文件發布的技術方法和監測手冊見圖1。下面列舉一些重要的技術規范和準則加以說明。
3.2.1 實施常規監測的技術手冊
大氣環境常規監測技術手冊(第6版)：日本大氣環境常規監測技術手冊于1980年初次制定，經1986年度、1990年度、1998年度的三次修訂，2001年，根據地方自治法大氣常規監測成為法定的委托工作，環境省應地方政府要求制定了“事物處理標準”，規定了本技術手冊為常規監測必須遵循的分析方法及維護管理的規范。技術手冊概述了傳統大氣污染物質的監測目的及今后面臨的課題，主要分別對空氣自動站、空氣自動監測儀器、監測儀器的維護、空氣污染常規監測系統和監測數據的質控及管理作出相應的技術規定。
有害大氣物質監測技術手冊：由日本環境省在1997年2月制定，最新修訂時間為2011年3月。監測對象物質為大氣中的有害物質，為了解污染物濃度，原則上以掌握24小時平均濃度為主;主要有揮發性有機化合物和重金屬類。手冊分為兩大部分，第一部分是有害大氣物質監測技術指南，第二部分是排放氣體中的指定污染物監測方法指南。在第一部分的監測方法總論中概述了監測對象、方法、采樣、精度管理及監測分析方法的評價等內容。此技術指南對有機化合物和重金屬的監測方法、分析方法作了詳細規范，包括分析方法概述、使用的試劑、器具及實驗裝置、采樣、實驗操作、檢出線、濃度計算等技術細節。
測定方法暫定技術手冊：2007日本環境省在調查研究的基礎上出臺《大氣中微小粒子狀物質()測定方法暫定技術手冊》，此手冊是目前日本監測的規范。規范主要包括濃度監測和成分分析(源解析)兩個部分。濃度監測包括重量法(標準方法)以及自動監測涉及的TEOM法、β射線法、光散射法;為減少環境濕度對儀器的影響所進行的比對試驗等內容。源解析(成分分析)主要關注重金屬、離子分析、碳成分分析及多環芳烴(PAH)四個方面。因的監測技術十分復雜，日本環境部門也不斷地開展研究與監測，并根據調查研究和監測成果不斷對技術規范進行修訂，以提高監測結果的準確度。
3.2.2 空氣常規監測工作處理準則
“根據大氣污染防治法第22條規定制定的空氣常規監測工作處理準則”(以下稱之為“處理準則”)于2001年初次制定，最新修訂于2011年7月。“處理準則”主要對大氣污染狀況常規監測的目的、對象、點位設置(點位數、布點原則)、監測頻次、采樣高度、分析方法、監測數據的處理及評價、儀器維護及結果報告等方面做了規定。是日本空氣污染監測工作中必不可少的監測規范。
4 研究日本空氣環境質量標準體系對完善我國空氣質量標準體系工作的啟示
4.1 日本空氣環境質量狀況
伴隨著日本戰后的高速經濟發展，其空氣環境質量惡化，出現污染和公害事故，使得日本開始制定防治對策并予以實施;經過半個多世紀的艱苦努力，空氣環境質量得到治理和改善。目前和CO基本達標，SPM的達標率有所改善，但SPM、光化學氧化劑以及2009年納入環境質量標準的的達標率還較低，氮氧化物、VOC和的污染狀況較為嚴峻。
4.2 研究日本空氣環境質量標準體系對完善我國空氣環境質量標準體系工作的啟示
縱觀日本空氣質量標準體系的形成歷程，對我國空氣環境質量標準體系的構建具有以下啟示作用：第一，日本首先建立基本的法律法規，在立法的基礎上，開展研究，在研究的基礎上制定技術方法和規范，進而開展監測并將結果予以公示。第二，日本的空氣環境質量標準已經形成體系，從單項污染物(傳統的5項大氣污染物質)擴展到目前四個方面(見表2);將環境風險理念引入環境質量標準體系，不同級別、層次的污染物的監測頻次，在標準體系中的位置和作用均有不同。監測的污染物有幾十種，指定有害污染物有234種。對于污染物的監測已經不僅限于污染物濃度的監測，例如目前日本的監測規范就包括了濃度監測和成分分析(源解析)兩個部分，對說清污染狀況、分析污染原因進而制定治理對策具有重要意義。了解和研究日本空氣環境質量標準體系的形成、結構及現狀，對完善我國空氣環境質量標準體系會提供有益參考。
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