北京的臭氧污染并非孤例。檢索媒體報道發(fā)現(xiàn)，2016年，關(guān)于臭氧超標(biāo)的最早報道見于4月4日，南京出現(xiàn)今年第一個臭氧超標(biāo)污染天。在上海，5月1日至18日有7個污染日，首要污染物中，除了1天為PM10外，其余6天均為臭氧。在鄭州，5月份截止到18日，臭氧作為首要污染物天數(shù)達到11天，占比為61.1%。
近年來，臭氧一度在夏季穩(wěn)居長江三角洲與珠江三角洲地區(qū)污染物之首。根據(jù)環(huán)保部公布的數(shù)據(jù)，2013年8月全國74個城市空氣質(zhì)量超標(biāo)天數(shù)中，以臭氧為首要污染物的天數(shù)占比超過七成，而PM2.5僅占19.8%。
魔性的EKMA曲線
臭氧本是聚集在距地面20-35公里的臭氧層，是保護地球的衛(wèi)士。但是，近些年來，地面臭氧的濃度卻在在不斷增長。臭氧引發(fā)的危害都是急性的，會強烈刺激呼吸道，引起氣道反應(yīng)和氣道炎癥增加、哮喘加重;影響呼吸系統(tǒng)，容易對肺部產(chǎn)生急性危害，比如肺氣腫。因此，就有專家稱臭氧是“在天是佛，下地成魔”。
地面臭氧，除少量由平流層傳輸外，大部分是由人為排放的“NOx(氮氧化物)”和“VOCs(揮發(fā)性有機物)”，在高溫光照條件下二次轉(zhuǎn)化形成的。NOx主要來自機動車、發(fā)電廠、燃煤鍋爐和水泥爐窯等排放;VOCs主要來自機動車、石化工業(yè)排放和有機溶劑的揮發(fā)等。
因此，當(dāng)二氧化硫超標(biāo)，削減其排放就能達到減少污染的目的。但是，這種方法不能直接用于對臭氧的控制。學(xué)界認(rèn)為，臭氧治理需利用EKMA曲線，通過控制臭氧前體物NOx和VOCs來控制臭氧。
EKMA曲線示意圖。來源：劉通浩論文《中國電力行業(yè) NOX排放控制成本效益分析》
EKMA曲線顯示了NOx和VOCs對于臭氧生成的復(fù)雜關(guān)系。當(dāng) VOCs與NOx濃度比值偏大的時候，臭氧生成處于 NOx 控制區(qū)，臭氧濃度隨 NOx 增加而增加，VOCs的變化對臭氧的影響不大;反之，當(dāng)VOCs與NOx比值較小時，臭氧生成處于VOCs控制區(qū)，臭氧濃度隨VOCs增加而增大，NOx濃度增加反而會使臭氧濃度降低。
美國：治了西部，落了東部
治理臭氧的經(jīng)驗也可取他山之石，亞洲清潔空氣中心的一份報告回顧了美國治理臭氧污染的過程。
早在上世紀(jì)50年代洛杉磯光化學(xué)污染事件之后，美國就已認(rèn)定了近地面的臭氧濃度過高是因為NOx和VOCs過度排放引起的。治理VOCs排放，特別是嚴(yán)格控制機動車排放的舉措在西海岸的洛杉磯城市群取得了一定效果。
但這在東部城市效果不佳。直到1977年，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，中西部的污染傳輸導(dǎo)致了東北部城市的臭氧嚴(yán)重超標(biāo)——東部各州處于中西部各州的下風(fēng)向，一個州排放的前體物——特別是固定高架源排放的NOx，能輸送到其他州。
亞洲清潔空氣中心的報告認(rèn)為：從本地污染控制的角度來說，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先控制 VOCs 還是 NOx 并沒有一個簡單的答案。因為不同地區(qū)的臭氧生產(chǎn)機制各異，即使同一個地區(qū)的不同時間點也不一樣，取決于當(dāng)時的氣象條件、排放特征等因素?；镜难芯抗沧R認(rèn)為 VOCs 控制(和/或輔以 NOx 控制)對于緩解城市區(qū)域的局地臭氧污染很有幫助，但區(qū)域臭氧污染控制的最佳策略是減少高架源的 NOx 排放。
美國臭氧控制措施匯總。來源：EPA，2004
區(qū)域協(xié)同，強力扭轉(zhuǎn)各自為營局面
在認(rèn)識到臭氧的傳輸問題之后，美國地方政府開始嘗試設(shè)立臭氧區(qū)域協(xié)同治理。
早前，臭氧濃度長期不能達標(biāo)的東北各州(包括紐約、馬薩諸塞、新澤西、緬因、新罕布什爾、佛蒙特、羅德島、康涅狄格)的空氣污染管理者就已經(jīng)嘗試由下至上進行協(xié)商，建立了東北各州空氣管理協(xié)調(diào)機構(gòu)(NESCAUM)。但是這一努力并沒有改變各州的行動策略，環(huán)境政策的制定仍然是建立在本州利益基礎(chǔ)上，而非區(qū)域性策略。
直到1990年臭氧傳輸委員會(OTC)的建立，才從根本上改變了“各自為營”的局面，形成了以州為主導(dǎo)，聯(lián)邦政府和各州共同議事和協(xié)調(diào)的區(qū)域性合作機制。
1990年11月，《清潔空氣法修正案》正式授權(quán)劃定臭氧傳輸區(qū)域(OTR)，并要求未達標(biāo)區(qū)域污染源應(yīng)用合理可得控制技術(shù)。同時建立氧傳輸委員會(OTC)，旨在協(xié)調(diào)東北部和大西洋沿岸中部各州的控制計劃。
從1991年召開第一次會議并把馬里蘭州環(huán)境委員選為主席開始，美國東北各州正式實施區(qū)域臭氧控制策略。OTC由各州代表以及EPA(美國環(huán)保署)成員組成，協(xié)調(diào)制定區(qū)域NOx、VOCs 減排策略并督促實施。OTC 的職責(zé)包括風(fēng)險評估和模型研究、移動源的管理和固定源的管理，其中，固定源NOx 排放是區(qū)域臭氧控制策略的重點。
1994 年，OTR范圍內(nèi)除了弗吉尼亞之外的所有州開始采取一致行動：要求控制250 mmBTU/小時(百萬英制熱單位)以上工業(yè)排放源及15 MW 以上的電廠;設(shè)置區(qū)域排放控制總量，給各州分配排污許可量，并允許排放源之間進行交易;在5-9 月臭氧高濃度季節(jié)期間所有排放源都需要持有NOx 排污許可證才能生產(chǎn)并排放。
更大區(qū)域管控初見其效
就在東北各州的聯(lián)合行動時，電力市場的開發(fā)卻帶來了新的挑戰(zhàn)。
臭氧不達標(biāo)的東北各州都被要求應(yīng)用合理可用控制技術(shù)，而許多中西部州為達標(biāo)州，并不需要。于是，當(dāng)電力市場開放后，東北各州就可從發(fā)電成本更低的中西部州購買，這導(dǎo)致了兩個后果：東北各州的電廠可能因面臨嚴(yán)格的NOx 控制要求而失去市場競爭力;更重要的是，污染物也從中西部各州影響到處于下風(fēng)向的、原本就不能達標(biāo)的東部各州。
上下風(fēng)向影響關(guān)系。藍色箭頭為臭氧上下風(fēng)向影響關(guān)系; 紅色和綠色為PM2.5 上下風(fēng)向影響關(guān)系，其中紅色為年均濃度、綠色為日均濃度。來源：EPA 網(wǎng)站
為了應(yīng)對這一難題，1995年，EPA和各州的環(huán)境委員會組建了臭氧傳輸評估組(OTAG)，由EPA 與東部37州共同組成。1997 年，OTAG 基于研究指出控制電廠NOx 排放是解決臭氧污染傳輸問題的最佳路徑，該工作組認(rèn)為中西部的NOx 減排將有助于東部各州臭氧達標(biāo)。
于是在1997年，EPA要求上風(fēng)向各州修改他們的州實施計劃(State Implementation Plan , SIP)，該措施通常被稱為 NOx SIP Call，實施范圍也包括美國東部22個州和哥倫比亞地區(qū)，相比OTC的范圍更大，涵蓋了更廣地域。
NOx SIP Call OTC和區(qū)域NOx控制政策類似：每年的5月至9月;為每個州設(shè)定排放總量上限，但對于每個州應(yīng)如何達到控制目標(biāo)沒有規(guī)定，各州有選擇達標(biāo)對策的空間;允許污染源之間進行排污許可交易。
這些措施整體取得了很好的效果，特別是在90年代中期后排放下降趨勢顯著，自1997年到2004年，氮氧化物排放減少了25%，VOCs排放減少了21%。相應(yīng)地帶來了更大幅度的臭氧濃度降低。
區(qū)域管控并未就此止步。嘗到了區(qū)域管控的甜頭，在臭氧標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)之后，2015 年，EPA在2005 年發(fā)布了《清潔空氣州際法規(guī)》，旨在對25個東部州與華盛頓特區(qū)的電力行業(yè)NOx 和SO2進行大幅度總量削減。到2015年，又發(fā)布了仍然針對電廠的《跨州空氣污染法規(guī)》，范圍增加到了27個州，旨在盡快幫助下風(fēng)向各州的空氣質(zhì)量達標(biāo)。
