09年12月,在哥本哈根会议即将召开之时,美国环保总署宣布,正式将二氧化碳和其它5种温室气体一同列为“对公众产生威胁的污染物”。按照美国现行的《清洁空气法》(Clean Air Act),环保总署有权对危害公众健康的气体加以监管。[1] 这一则新闻报道引起了笔者的思考,二氧化碳这种传统上被认为无害的物质,在传统的环境法中并未被当做污染物来对待,但是随着温室效应的加剧,气候变化问题引起了人类的广泛关注性质,对二氧化碳排放的控制也进入到立法的视野。从美国这一做法就可以看出,二氧化碳排放立法的发展趋势不可避免。笔者认为,美国这种将二氧化碳当做污染物进行管理的做法虽然目标是为了促进环境保护,其初衷是好的,但是从立法的角度来看简单地将二氧化碳视为污染物的一种做法缺乏合理性。 二氧化碳与其他传统的污染物有许多不同之处,只有确定了二氧化碳的法律性质,才能做好相关法律的立法和实践。因此本文将分析二氧化碳的法律性质,为立法提供一些思路。
在地球上含量最高的化学元素是氧,氧的化学性质十分活泼,氧单质可以与多种元素发生反应,夺取电子形成化合物并释放出能量。除了以化合物的形式存在以外,氧还以氧气O2和臭氧O3的单质形式存在于大气之中。 在地球上的几乎所有生命都是碳基生命,碳元素在人体细胞干重的含量也是最高的。碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。由于碳元素的活性很强,能够很容易和其他元素发生反应形成各种化合物,由碳原子为骨架构成的有机物大家族更是地球生命的前提。可以说,碳元素是地球生命的基础。 由碳元素和氧元素组成的二氧化碳更是是空气中常见的化合物,其分子式为CO2,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,并生成碳酸。液态二氧化碳蒸发时吸收大量的热而凝成固体二氧化碳,俗称干冰。 二氧化碳源于有机物的氧化,碳元素与氧元素结合形成的。因为有机物的氧化会释放出能量,人类在获得能量的过程中经常用到这一手段。除了人类自身为获得能量在体内进行氧化作用而生成二氧化碳,并通过呼吸作用排出体外,随着人类科技的发展,人类还会主动地对外界的有机物进行利用,从中获得能量,主要体现为燃烧木材、化石燃料。在这个过程中,不可避免地会生成大量的二氧化碳。
二氧化碳在整个生态系统中有着十分重要的作用。生态系统主要包括三个元素:生产者、消费者和分解者。 在生态系统中,生产者主要指的是绿色植物。它在生态系统中起着第一基础的作用,因为植物为生态系统中的其他主体如动物和微生物等提供了食物和能量,所以被称为生产者。其他的动物食用植物,肉食性动物捕食食用植物的动物或者其他肉食性动物,从食物中获得的能量和营养物质最终都是来源于植物。而对于植物而言,二氧化碳是植物生存必需的物质之一。植物利用太阳能,吸收空气中的二氧化碳和地里的水合成有机物,在光合作用的过程中生成了能量和营养物质,为自身和动物摄取和利用。可以说,二氧化碳是植物的食物之一。当周围的空气中的二氧化碳的浓度升高时,植物的光合作用会增强,形成的有机物也会更多。 生态系统中的消费者是动物,顾名思义,动物将植物生产的有机物消化利用,消费其中的能量。动物的生命活动需要的能量源于摄取的有机物氧化,动物在体内细胞中使氧气和有机物发生反应,产生二氧化碳和水,并产生大量的能量,这是动物新陈代谢获得能量的最主要方式。 生态系统中的分解者主要是指微生物,它们将动植物的残骸和粪便等进行分解,消耗剩余的能量并使其中的物质在此进入自然界。它们的作用原理和动物类似,只不过处理的是残骸和废物,所以被称为分解者。分解者的分解活动也会产生二氧化碳。 这样一来,空气中的二氧化碳被植物吸收合成有机物,储存了大量能量,动物和微生物分解了有机物获得了能量,并把二氧化碳再排放到空气中去,形成了碳元素在生态系统中的循环。二氧化碳是这个循环过程中的重要一环,为维持生物的生命活动和整个生态系统的稳定性提供了重要的作用。 应指出的是二氧化碳与其他的污染物不一样,并不是越少越好,而是应该保持在一定比例以维持现在的环境系统,不然含量过低的话,植物得不到足够的二氧化碳进行光合作用以合成有机物,会造成农作物减产。从零方面,令人“头痛不已”的二氧化碳浓度升高问题,对于农作物来说似乎并不是一件坏事,大气中的二氧化碳增多,不仅可以促进农作物生长,还可以减少水的消耗,甚至减弱干旱的影响。[2]二氧化碳作为地球生态系统悠久的进化历史中不可缺少一环,千百年来其本身是一直存在于环境中的,只是人类活动使其含量超离了正常范围,影响了生态系统的正常循环过程,才会对环境造成影响。在气候变化这个问题上,我们所指的二氧化碳对环境造成影响是从二氧化碳排放量偏高的事实出发的。
尽管二氧化碳就其自然属性而言,是一种中性无害的物质,但是由于人类活动人为燃烧了大量的化石燃料,向大气排放了过量的二氧化碳,打破了这个微妙的平衡,对环境造成了一系列消极的影响。这就引起了人类对二氧化碳排放对自然环境的影响进行关注。本身无色无臭无毒,但它是最主要的温室气体(green-house gas),由其造成的温室效应严重危害全球环境的平衡与人类的生存发展,以下是其近年变化状况与影响: 长生命期的温室气体(CO2化学性质稳定,可在大气中留存十年到数百年甚至更长时间,所以它们的排放可对气候产生长期影响。全球大气二氧化碳浓度的增加,主要由于化石燃料的使用和土地利用变化。全球大气二氧化碳浓度已从工业化前的约280ppm,增加到了2005年的379ppm3。2005年大气二氧化碳浓度值已经远远超出了根据冰芯记录得到的六十五万年以来浓度的自然变化范围(180至330ppm)。尽管大气二氧化碳浓度每年的增长速率不同,其近十年(1995至2005年平均:每年1.9ppm)的增长速率大于有连续直接大气观测以来的时期(1960至2005年平均:每年1.4 ppm)的增长速率。[3] 二氧化碳排放量升高对环境的影响主要有这样一些: 1,全球气温上升 大气是包围地球的空气层,它由氮、氧、氩等多种气体组成,当太阳透过空气时太阳辐射能受到它们不同程度的削弱,形成了目前这种平衡状态的地球气候系统,人类也已经适应了这种状态。但随着生产的发展,工业革命的到来,人类的种种活动引起空气中某些成分的变化,打破了这种平衡的状态。例如:二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烃化合物、臭氧,这些气体对于来自太阳的短波辐射几乎是透明的,但对于从地面射出的长波辐射则有强烈的吸收作用,使地表辐射的热量留在了大气层内,起到类似暖房的玻璃罩或塑料大棚的作用,提高了地表的温度,通常称为“温室效应”。本来温室效应可以帮助地球保温,是地面温度保持在一个相对稳定的范围之内,但是随着二氧化碳在空气中的含量不断增加,这种温室效应改变了原来的生态环境。根据科学家研究:二氧化碳加倍以后将使全球地面平均温度增加2-3℃,极地海冰融化,全球海面大幅上升,降水过程也将增加,而且分布并不均匀,随之而来的全球生态系统也将发生巨大的改变。全球温暖化,据IPPC第三次评估报告,近百年来全球气温上升了0.4~0.8℃,平均上升了0.6℃。气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。20世纪60年代末,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人。 2,极端性气候事件 观测表明,全球气候变暖对全球许多地区的自然生态系统已经产生了影响,如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)封冻期缩短、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向南北极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前,等等。 现有的研究指出,与全球变暖关系密切的一些极端事件,如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩、风暴、沙尘暴、森林火灾等,其发生频率和强度可能会增加,由这些极端事件引起的后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的增加,将加重草地土壤侵蚀,因而将增大荒漠化或沙漠化的趋势。[4] 3,影响海洋环境 目前发电厂、汽车等排放的二氧化碳,有三分一由海洋吸收。科学家过去普遍认为,海洋有助缓和温室效应,但这却令海洋酸性增加。大气的二氧化碳含量增加,逐渐令全球海洋变酸。美国科学家估计,到了本世纪末,过酸的海水会导致珊瑚灭绝、浮游生物减少,甚至令海洋食物链崩溃。 美国国家大气研究中心周三发表报告,指二氧化碳的排放将严重影响海洋化学成分,威胁珊瑚及海洋生物,珊瑚恐在本世纪末绝种。科学家解释,珊瑚及贝壳类生物需吸收碳酸钙组成外壳或骨胳,当二氧化碳溶于海水,就会形成碳酸,影响珊瑚及浮游生物组成身体部分。哥伦比亚大学仿真2050年的温室效应对水族箱内海洋生物的影响,发现珊瑚的生长拖慢一半。按此推断,珊瑚将会在本世纪末绝种。浮游生物减少更可能破坏海洋食物链,令鲸鱼、三文鱼及鲭鱼等面临威胁。科学家及政界均形容海洋变酸是当前最迫切的环境问题。[5]
从前文对二氧化碳的介绍来看,我们可以得出二氧化碳有这样一些特征,使其与传统的污染物不同。
与传统的污染物不同,二氧化碳是含碳的有机物在完全燃烧的情况下产生的正常产物,是地球生态系统碳循环过程中一个重要环节。燃烧有机物如化石燃料、木材能是人类生活生产需要的能量的重要来源,在这个过程中,含碳的有机物与氧气发生化学反应,释放出能量,碳被氧化形成二氧化碳是这个反应的基本原理,二氧化碳是这一系列反应的主要产物。 这个反应过程是物质和能量代谢的基本形式,二氧化碳也是这个反应的必然产物。这个物质和能量的循环过程在地球生态系统中重复了无数遍,并将继续持续下去。因此在地球大气中,从古至今,二氧化碳一直保持着0.3%的较高比例,说明二氧化碳一直也是地球大气的正常成分之一。 除此以外,二氧化碳还是植物生存的必要成分之一。植物是生产者,要利用二氧化碳和水,吸收太阳能并将其固定下来,为整个生态系统提供物质和能量的来源,没有二氧化碳的话,整个地球生态系统会无法持续下去。 由此可以看出,二氧化碳和其他污染物不同,其他的污染物多为生产过程中副产物,而且含量较小,如二氧化硫等,我们可以通过改善工艺来减少或者消除。而二氧化碳则是生活生产正常活动的主要产物,并且在大气中一直维持着一定比例,因此不能将二氧化碳等同于污染物。
以下是二氧化碳的主要产生途径,看起来让人瞠目结舌,因为它遍及我们生活生产的每一个角落: (1)凡是有机物(包括动植物)在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出二氧化碳。 (2)石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中,也要释放出二氧化碳。 (3)石油、煤碳在生产化工产品过程中,也会释放出二氧化碳。 (4)所有粪便、腐植酸在发酵,熟化的过程中也能释放出二氧化碳。 (5)所有动物在呼吸过程中,都要吸氧气吐出二氧化碳。 这也是二氧化碳与普通污染物不同的地方。传统的污染物一般是集中在某个行业或者某个地区排放,产生的途径多为工业生产,因此政府可以再污染防治法中集中对排污企业进行规制。但是二氧化碳则不同,它的排放途径各种各样,简直防不胜防,如果将其纳入大气污染物的范畴,企图用传统污染物防治的手段对其进行控制显然起不到作用。这也是不能将二氧化碳等同于污染物二进行立法的原因之一。
人们对气候变化问题的关注和一些媒体的渲染使大众谈“碳”色变,其实二氧化碳与其他的大气污染物不同,污染物对生态环境都是起着消极的影响,但是二氧化碳对环境还有积极作用的一面。主要体现在两个方面: 一是通过温室效应给地球保温。温室效应的原理前文已经有详细说明,尽管温室效应会使大气温度上升,影响生态环境,但是如果没有温室效应,地球上的绝大多数生命也无法生存。宇宙中是寒冷的,但是地球上却是温暖的,对比月球和地球,二者同时受着太阳的照射,但是月球上的温度却十分的低,人类无法直接生存。正是因为大气层中有了二氧化碳这种物质,通过温室效应给地球保温,避免地球直接裸露在低温的宇宙之中,为生命的出现和发展进化提供了一个温暖的环境,这才有了人类的出现。温室效应对于保持地球温暖环境功不可没。 二是为植物进行光和作用提供原料。植物和光合作用前文也有详细说明,这是地球整个生态系统的基础。二氧化碳是植物生存的必要条件,增大二氧化碳的浓度会促进植物的光和作用,增加植物固定下来的有机物的产量,这一点是生物学上公认的。更不用说近年新的研究还发现二氧化碳浓度增高能促进植物抗旱的能力等等。 因此,二氧化碳不像传统的污染物,对于污染物,我们是力图消除所有的污染物,尽量控制它们的排放,而对于二氧化碳,我们则是要小心翼翼将其控制在一个范围之内,既不能太多,也不能太少,更不能没有。这一点也决定了其与传统污染物有着很大的不同之处。
综上所述,二氧化碳从根本上来看是人类利用能量的程度过度扩张的结果,从本质上是与能源、资源联系在一起的。 因为二氧化碳不像污染物排放之后可以通过科学技术治理,其排放量之大,排放途径之广泛,像治理传统污染物一样单纯地采取填埋,中和、吸收等措施是无法处理二氧化碳的。 要想减少二氧化碳的排放,只有两条途径:一是减少含碳能源的利用,在新能源尚未普及的今天,也就是意味着减少能量的利用和提高能效,需要我们节约能源,采取更有效率的能源利用方式,大力发展新能源;二是还可以通过植树造林等方式增加二氧化碳的吸收量,这也与资源保护法中的森林法等紧密相关。二氧化碳的自然属性决定了其与资源保护法和能源法有着密切的联系,而不是单纯靠污染防治法能解决的。 需要说明的是,由此而衍生的碳汇概念也与排污权有着本质的差别,二者的交易规则也不应相同。污染物是不应当存在的而存在的物质,带着“原罪”,因此我们需要将其消除,通过限制排污的方式来减少其排放,排污权的计算基数是“0”。而碳汇则不同,二氧化碳的排放是自然界本来就有的,是一种正常的必须的行为,可以说碳排放是人类甚至是生物的一种基本权利,我们对其进行控制是因为人类的排放超过了必要地限度,因此其计算基数应该是一个正值,这个值是各个国家(如果以国家为单位的情况下)不应该超过的一个范围,各个国家的值都不尽相同,与各个国家的历史排放、人均情况、植被状况相关。这也正是共同但有区别的原则的在气候变化领域的体现。 [1]将温室气体列为“污染物” 绕过气候法案保减排B计划能让美减排抛开国会http://www.cheminfo.gov.cn/static/temp_gjhgxx/2009122157224.htm 2010年1月4日访问 [2]二氧化碳可增强农作物抗旱能力 http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/200912/t20091228_74965.htm 2010年1月4日访问 [3]二氧化碳过量排放的危害及治理 http://www.epclean.com/Edu/Course/View/369.html [4]气候变暖影响自然生态系统 可增加极端天气事件http://www.gdepb.gov.cn/ztzl/jdtq/jdtq/200802/t20080202_51778.html [5]二氧化碳过量排放的危害及治理 http://www.epclean.com/Edu/Course/View/369.html |