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名不见经传的臭氧竟是多城“头号”污染物

2013.7.19

  提到空气污染,我们脑海里浮现的是雾霾弥漫的场景,和阳光明媚、天空碧蓝的大晴天根本不沾边。不过近期的一些报道却告诉我们,因为臭氧污染的存在,大晴天也有可能是个污染天。众所周知,臭氧层是我们地球不可或缺的保护伞,如此“有益”的气体怎么会造成大气污染呢?臭氧污染究竟有哪些危害?普通人在臭氧污染的天气里应该如何保护自己?怎么去治理臭氧污染?

  根据环保部发布的5月份全国74个重点城市空气质量监测结果,京津冀、长三角、珠三角重点监测区域的首要污染物都为臭氧。进入7月份以后,名不见经传的臭氧更坐上了国内很多城市污染物的“头把交椅”。

  光照越强烈臭氧污染可能越严重

  辽宁日报:近日,有不少地方的媒体报道称,夏季到来,空气中的PM2.5明显降了,臭氧却成了首要污染物,已经引起人们的担忧,而此前人们对于空气污染一般都会针对PM2.5,现在为什么把矛头转向了臭氧?

  王新明:近期,我国大部分地区PM2.5浓度明显下降,通过环保部门的监测发现,一直不受重视的臭氧超越PM2.5成为了空气污染的首要原因,因此才会引起人们的关注。与PM2.5相比,臭氧污染看不见摸不着,并不像PM2.5那样受到广泛的关注。

  辽宁日报:提到臭氧,人们都会联想到臭氧层是地球的“保护伞”,而臭氧也一直以一副“有益气体”的面孔出现在人们的视野里,我们很纳闷臭氧怎么会造成污染呢?

  王新明:这里需要说明的一点是,真正给人类提供保护作用的是离地 20至 30公里处的臭氧层。臭氧层“保护伞”的功能并非浪得虚名,别看它只有薄薄的一层,却可以吸收 99%的短波射线,紫外线、X射线、伽马射线及其他高能射线都属于短波射线,如果直接照射在人体和其他生物体上,会有致癌和杀伤性作用。

  不过千万不要将臭氧层与对流层中的臭氧混为一谈。臭氧层中的臭氧是在雷电、太阳高能射线辐射等自然条件下产生的,而对流层中的臭氧则是由人类活动所产生的,对于人体来说却是个“健康杀手”。

  辽宁日报:如今臭氧污染已经成为空气中的首要污染物,我们想知道,臭氧污染具体是怎么形成的?

  王新明:地面的臭氧主要是由于光化学反应而形成的。在城市中,直接排入大气中的一次污染物氮氧化物和挥发性有机物在太阳光与热作用下,经化学反应形成臭氧,属于二次污染物。氮氧化物的主要来源有两大方面:一是以火力发电厂为代表的燃煤行业,二是机动车尾气排放。而挥发性有机化合物的来源就比较广泛了,像石油化工、包装印刷、生物质燃烧、油品及溶剂储运、建筑装修、家具制造等多行业都会产生挥发性有机化合物,就连我们日常生活中的家庭装修、餐饮油烟等活动也不例外,众所周知的甲醛、苯就属于挥发性有机化合物。

  辽宁日报:我们发现进入夏季后,人们对于臭氧污染的关注逐渐增加,臭氧污染的强度会不会有季节性的变化?

  王新明:有,由于臭氧是由光化学反应形成的,而夏季确实比冬季的光照更强,所以夏季更容易形成臭氧污染。

  臭氧是强氧化剂危害人体、伤害植物

  辽宁日报:臭氧污染究竟有哪些危害?

  王新明:臭氧的反应活性强,极易分解,在常温下可将银氧化成氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅。作为强氧化剂,臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时,就与呼吸道中的细胞、流体和组织反应,导致肺功能减弱和组织损伤。其中有三类人群特别容易受到臭氧污染的侵害,小孩和老人肺功能较弱,在臭氧污染的情况下更容易受到伤害,而运动人群,尤其是运动员在长跑等运动过程中,运动量较大,如果遭遇臭氧污染,那么对于肺功能的伤害会非常严重,有时候甚至是不可逆的。

  除了对人体造成伤害外,臭氧污染还会造成农作物的大面积减产。根据中国科学院2003年的一项研究结果显示,仅仅在长三角地区,臭氧污染造成农作物减产的损失达到10亿元,其危害性可见一斑,其中臭氧污染对于油菜和冬小麦的生长破坏力更强。

  辽宁日报:城市地区汽车尾气排放较大,那么臭氧污染应该主要集中在城市地区,如何去影响农作物的生长?

  王新明:这是一个认识误区,要知道比起郊区来说,城市地区的臭氧污染反而并不高。因为城市地区的汽车尾气排放较大,其中排放出来的一氧化氮,可以与已经生成的臭氧发生化学反应,将其中和,因此,城区的臭氧浓度并不一定很高。

  而在城市的下风向,大概3至50公里的地区,盛行风可能将臭氧带到这些地区,这里的臭氧污染反而比较严重。

  辽宁日报:网上有人说,小孩子更容易受到臭氧污染的危害,因为他们距离地面较近,而臭氧越靠近地面越浓密,这种看法有道理吗?

  王新明:我认为没有那么大的区别,臭氧在距离地面1到2米不会出现那么大的差距,毕竟臭氧是气体不是颗粒物,它的分布不会有那么明显的差距。

  辽宁日报:近期,许多城市明明是通透的水晶天,但检测结果却是“污染天”,我们普通人是否有办法去识别臭氧污染?

  王新明:因为臭氧看不见,所以普通人如何规避臭氧污染的风险是现存的一个大问题。每个城市的臭氧浓度变化有着不同的规律,一般来说,在一天当中,臭氧浓度在中午和下午一两点钟的时候比较高,到了晚上就比较低了,这个规律不同于PM2.5,PM2.5的浓度在晚上有时候反而比较高。

  辽宁日报:产生臭氧的前提物在我们的生活当中非常广泛,而如今正值夏季,光热效应更为明显,我们应该如何在臭氧污染的情况下自我防护?

  王新明:美国加州的光化学反应较为严重,美国环保总署制定了一个臭氧空气质量指南,并做出预警。他们根据空气中臭氧、二氧化硫、颗粒物、一氧化碳和二氧化氮的浓度来确定空气质量指数,并发出不同颜色的预警,例如橙色预警代表空气对敏感人群有害,而红色预警则代表人们应该尽量避免长时间的户外活动。当我们发现臭氧污染严重的情况下,应该尽量避免长时间的户外活动。

  辽宁日报:既然臭氧的形成需要依靠光化学反应,那么待在不直接接受阳光照射的地区是否会更安全一些呢?

  王新明:光化学烟雾的形成是大范围的,而空气又是流通的,在户外,阴凉处与阳光下不会有区别。如果是在室内,臭氧的浓度就会低很多,所以,我们建议大家在臭氧污染的时候待在室内。

  控制臭氧污染减少前提物排放是关键

  辽宁日报:臭氧污染如此严重,我们应该如何治理?

  王新明:要想遏制臭氧污染,唯一的办法就是减少产生臭氧的前提物的排放,也就是说要减少氮氧化物和挥发性有机化合物的排放。因为这些前提物一旦排放在大气中,我们就不可能对其进行处理了,所以必须要从源头抓起。

  辽宁日报:要减少前提物的排放是很困难的,以挥发性有机化合物为例,它在我们的生活中分布不太广泛,并不好控制吧?

  王新明:是的,挥发性有机化合物排放源涉及众多行业,种类繁多、成分复杂,因此减排难度很大。

  辽宁日报:据了解,挥发性有机化合物也是PM2.5的生成前提物,是这样吗?

  王新明:挥发性有机化合物也是生成二次有机气溶胶的前提物,而二次有机气溶胶是PM2.5的一个非常重要的组成部分。

  辽宁日报:如今,国家已经出台政策,控制氮氧化物的排放,如今的臭氧污染情况是否有一定的缓解?

  王新明:臭氧污染的情况应该说总体有一定的控制,但是我们要考虑到现实情况,氮氧化物的一个重要来源就是汽车尾气,如今机动车的数量逐年增加,虽然排放标准越来越严格,但是总体来说,氮氧化物的排放并没有减少,因此臭氧污染并没有得到明显缓减。

  辽宁日报:降低氮氧化物和挥发性有机化合物的排放,我们是应该双管齐下,还是只降一种就管用?

  王新明:二者并非线性关系,比较复杂。简单来说,在最初治理臭氧污染的时候,减少挥发性有机化合物的排放会有显著的效果,但长期来说,减少氮氧化物的排放更为关键。

  辽宁日报:国外是如何治理臭氧污染的?

  王新明:不可否认发达国家成功治理了PM2.5污染,但是在臭氧污染方面,他们也一直没有有效的解决办法,我们知道发达国家的车辆较多,那么氮氧化物的排放也较多,虽然臭氧的形成还受到光照条件等因素的影响,但无法控制氮氧化物就意味着无法减少臭氧污染。

  专家档案

  王新明 中国科学院广州地球化学研究所研究员,主要从事有机污染物 (特别是大气挥发有机物)相关的大气环境、大气化学和健康影响研究,重点关注空气毒害物、二次污染物和地气交换作用。

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