美国空气质量的前世今生
►1948年的美国和今天的美国
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1. 美国的霾污染早在20世纪初就开始了，其程度比今日之中国更加严重；
2. 整个空气污染治理过程前前后后长达上百年，联邦《清洁空气法案》后空气质量持续转好；
3. 现在美国空气污染依旧存在，2016年美国有10个城市PM2.5年平均浓度未达标，17个城市全年有7天PM2.5浓度24小时均值未达标。
撰文｜向建帮
责编｜程 莉
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说到美国空气污染的历史，不少人可能以为始于1943年洛杉矶烟雾事件：1943年7月26日，烟雾伴随着热浪席卷了洛杉矶的市区，能见度不足三个街区（大约300-1000米），吃瓜群众们不明所以，只觉得喉干口燥、辣眼睛，甚至不得不把车停在路边哭一会儿，以为是日本人在用化学武器攻击他们[1, 2]。
►1948年1月5日，Los Angeles Civic Center。来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
而事实上，美国的空气污染来得远比1943年早，下面梳理一下美国历史上有关空气污染比较著名的事件[4]：
始于18世纪的第一次工业革命也大大影响了美国工业发展，空气污染也随之而来，到1881年，芝加哥和辛辛那提等几个城市已经颁布了减少城市烟尘的法规，限制工厂、公路和船舶的烟尘排放；
►1957年2月1日上午10点15分，芝加哥市中心，暗无天日。来源：Hardy Wieting, Chicago Tribune[5]
1928年，美国公共健康服务组织开始检查东部城市的空气污染，并报道因为空气污染纽约城的日照减少了20%-50%；
1939年11月，圣路易斯经历了长达9天的极度空气污染，即使在大中午把街上的路灯全打开，能见度也接近为0；
►1939年11月28日白天，圣路易斯市街头。来源：St. Louis Post-Dispatch[6]
1940s后期，洛杉矶烟雾，就是开篇介绍的；
1948年，宾夕法尼亚州多诺拉镇的空气污染事件，造成20人死亡以及小镇40%的居民生病；
►1945年美国宾州匹兹堡市第五大道，烟雾缭绕（匹兹堡与多诺拉相去30公里）。来源：匹兹堡卡耐基图书馆[7]
1953年11月，纽约烟雾事件，导致170到260人死亡；
1963年和1966年，静稳天气加剧纽约空气污染，分别造成405人和168人死亡。
►1966年11月24日，纽约曼哈顿[8]
►1973年，纽约的乔治华盛顿大桥。摄影：Chester Higgins Jr.[9]
当时的美国社会充斥着对环境污染的讽刺。
►1954年某俱乐部成员带着防毒面具参加宴会。来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
►1964年，美国演员Susan Morrow（左）在霾污染天逛街时不停擦眼泪 来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
►1964年，用21年的霾污染制成的特殊生日蛋糕 来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
►1970年，人们在加州抗议空气污染[16]（If you aren’t part of the solution, you are part of the pollution）
►著名的洛杉矶“霾污染罐头”，装着纯正的霾污染，35美分一罐[17]
有趣的是，46年前的中国也在声讨美帝空气污染严重，而中国当时确实是青山绿水蓝天白云。
►来源：清华大学数据库，人民日报1971年3月11日第6版
美国人相信设备，相信设备可以解决很多问题，当时发明的各种净化装置至今仍在广泛使用。
►1945年，那时的空气净化器（静电除尘器ESP），直到今天还在广泛的应用。来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
►1948年一群人参观烟囱控烟设备。来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
►1960年，UCLA科学家在介绍汽车尾气处理装置。来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
►1967年，洛杉矶动力水利部为了控制霾污染引入电动车，时速25迈，可以跑65-90公里，充电需要12小时。来源：Los Angeles Times Photographic Archive/UCLA Library[3]
关于这个问题，现在流行的说法是50年，但经查阅大量资料后发现，50年这个说法并不确切。实际治理时间远远长于50年，并且直至今日，部分地方依然在与空气污染斗争。
►1930-1976年间纽约城颗粒物浓度变化趋势[10]
上图显示的是纽约城1930-1976年间TSP（总悬浮颗粒物）的变化[10]，根据澳大利亚科学家Keywood等人的研究结果[14]，TSP浓度乘以系数0.86可以大概得到PM10的浓度，乘以系数0.60可以大概得到PM2.5的浓度。照此推算，纽约直到20世纪70年代末才达到我国现在的空气质量标准（年平均35 μg/m3 ），这离纽约当地空气法案颁布已经将近80年[10]，离联邦清洁空气法案颁布也过去了15年。可喜的是，自法案颁布，颗粒物浓度一直呈降低趋势。
►1960-1988年间美国全国大气TSP（总悬浮颗粒物）浓度变化趋势[10]
从上图可以看出，全国变化趋势跟纽约基本类似，全国平均PM2.5浓度大约在1975年达到中国2012年发布的《环境空气质量标准》——日平均浓度标准35μg/m3 ，距离联邦空气法案过去了12年。
美国在空气污染控制方面持续发力，上图出自美国环保局官网[15]，从1980到2015这25年里，美国的GDP增加了153%，机动车里程数增加了106%，人口增加了41%，能耗增加了25%，二氧化碳排放量增加了18%，而总污染物排放量却降低了63%。GDP平均年增长率为3.8%，污染物排放平均每年降低3.9%。虽说这是空气法案、科技发展、能源结构变化、美国污染产业转移以及特殊时代共同作用的结果，但对我们来说无疑是一针强心剂：经济发展和空气污染控制可以并行！
►加州圣地亚哥巴尔博亚公园，摄影：向建帮
如今的美国空气确实很好，蓝天白云很常见，但也并非所有城市任何时候都很好，跟城市的工业、汽车保有量以及天气都有很明显的关系。
2016年美国有10个城市年平均PM2.5浓度未达标（单位：μg/m3 ）[18]
根据美国环保局公布的数据[18]，2016年美国有10个城市PM2.5年平均浓度未达标（美国标准12 μg/m3 ），其中一半以上在加州（工业、汽车、人口）。2015年有26个未达标，空气质量持续改善。
►2016年美国有17个城市部分天日平均PM2.5浓度未达标（单位：μg/m3 ）[18]
同时，2016年17个城市有2%的天数（约7天）PM2.5浓度24小时均值未达标（美标35 μg/m3），其中有8个在加州，极光胜地Fairbanks最高－－大于67 μg/m3 ，虽然跟我国极端污染天气相比相差甚远，但着实也不低了。2015年有39个城市未达标，最高大于112μg/m3 。
虽然美国今天仍偶有霾污染，但整体上来说已经不是个大问题。美国有着上百年的空气污染历史以及相应的治理历程，治理霾污染比我们想象的要复杂，要控制的不单单是颗粒物一项，还有其他众多污染物（臭氧、氮氧化物、二氧化硫、挥发性有机化合物），且要保持经济和社会稳定，对抗人的欲望和贪婪。美国在治理中采取了很多措施，其中很关键的两点：一是法规的颁布和执行，二是让科学研究来指导具体政策。当然，产业结构、能源结构和科技水平也至关重要。
国务院2013年颁布《大气污染防治行动计划》（大气十条》，目标在5年之内将京津冀地区PM2.5年均浓度降低25%，假设这个速度能实现和保持，那么在这个“大气十条”颁布15年后，北京的PM2.5浓度能达到国标——35 μg/m3 。有趣的是，美国联邦《空气清洁法案》颁布的15年后纽约地区以及全国平均PM2.5浓度也降到35μg/m3 以下。或许会巧合，希望是必然。
参考文献
[1] The Southland's War on Smog: Fifty Years of Progress Toward Clean Air (through May 1997). http://www.aqmd.gov/home/library/public-information/publications/50-years-of-progress.
[2] July 26, 1943: L.A. Gets First Big Smog. https://www.wired.com/2010/07/0726la-first-big-smog.
[3] Attack of the L.A. Smog Archives. https://www.wired.com/2010/07/gallery-smog.
[4] C.C.f.C.P. Safety, HISTORICAL PERSPECTIVE ON AIR POLLUTION CONTROL, safe design and operation of process vents and emission control systems, 2006, pp. 297-306.
[5] For much of its history, Chicago covered by smoke, soot. http://www.chicagotribune.com/news/history/ct-dirty-air-pollution-environment-chicago-flashback-per-0607-jm-20150605-story.html.
[6] 1939 St. Louis smog. https://en.wikipedia.org/wiki/1939_St._Louis_smog.
[7] J. Longhurst, The Significance of Pittsburgh in US Air Pollution History, (2007).
[8] This Old Picture Of Manhattan Smog Looks Just Like Beijing Today. http://www.businessinsider.com/manhattan-smog-photos-1966-2013-1.
[9] A Photographic Blast From the Past. https://green.blogs.nytimes.com/2012/01/04/a-photographic-blast-from-the-past/.
[10] J. Bachmann, Will the circle be unbroken: a history of the US National Ambient Air Quality Standards, J. Air Waste Manage. Assoc. 57(6) (2007) 652-697.
[11] The Origins of EPA. https://www.epa.gov/history/origins-epa.
[12] Table of Historical Particulate Matter (PM) National Ambient Air Quality Standards (NAAQS). https://www.epa.gov/pm-pollution/table-historical-particulate-matter-pm-national-ambient-air-quality-standards-naaqs#Superscript7.
[13] 美国空气质量监测的经验与启示. http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a6d40030102x0gy.html.
[14] M. Keywood, G. Ayers, J. Gras, R. Gillett, D. Cohen, Relationships between size segregated mass concentration data and ultrafine particle number concentrations in urban areas, Atmos. Environ. 33(18) (1999) 2907-2913.
[15] Air Quality - National Summary. https://www.epa.gov/air-trends/air-quality-national-summary#Air Quality Trends.
[16] http://todayinhistory.tumblr.com/post/143215990635/april-22nd-1970-first-earth-day-on-this-day-in.
[17] Smog in a Can - Genuine Los Angeles Smog. https://www.kcet.org/history-society/smog-in-a-can-genuine-los-angeles-smog.
[18] Air Quality Statistics by County, 2015. https://www.epa.gov/air-trends/air-quality-cities-and-counties.
作者简介：
向建帮，清华大学在读博士(2013年至今)，研究方向为PM2.5和臭氧污染、空气净化、环境健康等，曾在医学和环境技术领域顶级期刊JAMA IM和ES&T上发表研究论文。邮箱xiangjianbang@163.com，有问题欢迎进一步交流。
本文转载自微信公众号科言者，《知识分子》获授权转载，内容有修订。原文链接：美国的空气质量到底怎么样？——不出门带你看遍世界空气质量之美国篇
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