记者 于梅君
入夏以来,随着气温不断上升,各地晴好天气越来越多。蓝天白云总会给人“空气很清新”的感觉,殊不知,这大晴天里也暗藏危机:臭氧污染“粉墨登场”,与PM2.5共同成为全国绝大部分地区的主要污染物。那么,为什么夏季会成为臭氧污染的高发期?臭氧污染有哪些危害,我们又该如何预防?
蓝天下的隐形污染
一到夏天,王女士经常感觉头晕头痛,并伴有呼吸道不适。到医院一检查,她惊讶地得知,这些症状的源头竟藏在如洗碧空里——臭氧污染。
近地面的低空臭氧,究竟来自哪里?中国工程院院士、北京大学教授唐孝炎解释说,晴空万里、艳阳高照、紫外线强烈的夏天,大气中的氮氧化物和挥发性有机化合物(VOCs),经紫外线照射,就会发生光化学反应,从而生成臭氧,日照越强,生成的臭氧就越浓。
臭氧在常温下是一种有鱼腥味的淡蓝色气体,通常存在于距地面30公里左右的高层大气中,所以,往往你看到的是蓝天白云,结果却是臭氧超标。夏秋季节,臭氧污染已成为导致部分城市空气质量超标的首要因子,且呈浓度逐年升高、超标天数多等特点。
生态环境部在今年5月26日举行的新闻发布会上透露,近5年夏季(5月至9月),全国臭氧平均浓度保持在150微克/立方米左右,臭氧超标天数比例平均为11.1%,以轻度污染为主,臭氧已成为现阶段夏季主要的大气污染物。
生态环境部生态环境监测司副司长蒋火华说,今年3月以来,我国部分重点区域气温同比偏高、湿度偏低、降水偏少,有利于臭氧生成。1月至4月,全国339个地级及以上城市臭氧平均浓度为127微克/立方米,同比上升8.5%。
另据国家大气污染防治攻关联合中心公布的数据,近年来,城市的臭氧污染浓度最高值发生时间提前,原先多发生在盛夏,如今最高值多集中于5月和6月。
全球每年约200万人 死于臭氧污染
一旦变成了污染,臭氧就换了一副面孔,可以说,从中枢神经系统到呼吸系统,从血液到骨骼,均会被它损害。
“臭氧会刺激、伤害眼睛和呼吸系统；进入血液会损害免疫系统；还会导致人的神经中毒,头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；破坏人体免疫机能,诱发淋巴细胞染色体病变,加速衰老,严重时甚至会导致白血病、皮肤癌等。”国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登介绍。
世卫组织统计发现,2010-2014年间,全世界每年大约有200万人死于臭氧浓度过高引起的污染,其中60%是患有心脏病的老人。
臭氧还会破坏生态系统,中国气象科学研究院大气成分研究所副所长徐晓斌表示:“臭氧是一种强氧化剂,会导致植物叶片枯黄,影响产量和品质。”1943年,美国洛杉矶曾出现过一次严重的光化学烟雾毒害事件,导致当地大片树林枯死,葡萄减产60%以上。
臭氧:在天为佛,在地为魔
在大气世界中,臭氧是一个不折不扣的“双面人”,从天上到地下、从低浓度到高浓度,扮演着亦正亦邪的角色,“在天为佛,在地为魔”成为它的标签。
中国气象科学研究院研究员陆龙骅说,臭氧在大气中含量很少,如果把大气中的臭氧收集起来,全球平均累积厚度仅为3毫米左右,即只相当于两个5分硬币的厚度。“就是这平均3毫米的臭氧层,大量吸收了来自太阳的紫外线辐射,对地球生态系统和大气环境有重要影响。可以形象地说,臭氧层是地球生命的保护伞。”
平流层臭氧损耗,对地球上栖居的生物来说相当危险,最经典的平流层臭氧损耗当数“臭氧空洞”。
“臭氧空洞”其实并非真是一个洞,它是指平流层出现的臭氧浓度异常偏低的情况。科学家研究得出结论:大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人患皮肤癌的概率就增加3%,还可能受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。
除了平流层中的臭氧,其余10%左右的臭氧分布在近地面的对流层,我们称为臭氧污染。被誉为地球保护伞的臭氧为何此时成了空气污染物?
因为在低空的对流层,除了部分从平流层到对流层“漫游”的臭氧,以及森林植被贡献的臭氧外,绝大部分臭氧是“人造的二次转化产物”,如氮氧化物、挥发性有机物等,它们是经过复杂光化学反应产生的二次污染物。当日臭氧浓度最大8小时均值超过每立方米160微克,即成为臭氧污染,是除二氧化碳和甲烷外最重要的温室气体。
戴口罩对防止臭氧伤害无效
臭氧通常在夏季污染水平较高,一天当中,晚上和清晨浓度较低,随着机动车尾气、燃煤及石油化工等排放的增加,以及太阳辐射、气温、风速气象条件的变化,午后两三点臭氧浓度逐渐达到高值。
中国疾控中心环境与健康相关产品安全所专家叶丹表示,室外臭氧浓度高时,最好减少外出。有研究表明,室内臭氧暴露是室外臭氧暴露的1.7倍。因此,在臭氧浓度高的正午,应减少室内通风换气次数；如条件允许,可开启室内空气净化设备,活性炭等滤网材料能有效吸附并清除空气中的臭氧；激光打印机工作时,会释放臭氧和粉尘,这时尽量远离。
臭氧浓度如何判断?叶丹介绍,臭氧浓度在晴天最大,多云天次之,阴雨天最小。根据我国《环境空气质量标准》,在原有1小时平均浓度一级标准为160ug/m3、二级标准为200ug/m3的基础上,臭氧增加了8小时平均浓度限值,一级标准为100ug/m3,二级标准为160ug/m3。大家可以通过空气质量指数及臭氧浓度信息,判断臭氧的污染状况,适当采取防护措施。
叶丹提醒,与预防PM2.5危害不同,佩戴口罩对防止臭氧伤害无效。午后两三点臭氧污染最严重的时候,尽量避免户外活动。交通尾气排放是臭氧污染的主要来源,停车时间超过3分钟以上,记得熄火。
“臭氧不仅本身有害,其大气质量浓度还反映了大气的氧化能力,也就是生成二次污染物的能力。因此,想控制或降低臭氧污染和大气氧化性,就必须同步减少氮氧化物、VOCs的排放,做到污染物协同控制。”中国工程院院士、北京大学教授唐孝炎说。
南极臭氧空洞正在愈合?
美国国家航空航天局(NASA)2019年曾发布消息称,过去几年来,南极臭氧空洞内的氯气含量平均每年下降约0.8%。而该地区臭氧消耗量比2005年减少约20%,南极上空臭氧洞缩小到自其发现以来的最小规模。这是科学家获得的第一个臭氧空洞正在愈合的直接证据。
中国气象科学研究院研究员陆龙骅介绍,自上世纪70年代末以来,全球臭氧总量下降,尤其在南极地区下降最明显。每年9—10月,南极大陆上空数百万平方公里的大气臭氧总量,仅为正常值的一半以下。
在春季,南极地区臭氧总量急剧减少,会出现低于全球平均值30%—40%的闭合低值区,与周围地区相比,就显得南极大陆上空出现一个臭氧值极低的“空洞”,然而,臭氧洞并不是全年都存在,只在南极春季出现。
南极臭氧洞变小,是不是意味着被修复了?陆龙骅说,形成臭氧洞需要满足两个条件——大气中存在有人类活动排放的氟利昂和溴化烃等消耗臭氧层的物质；春季南极平流层极地涡旋中较长时间的低温。科研人员分析认为,虽然各国在减少消耗臭氧层的化学物质使用方面取得重大进展,但2019年以来相对较小的臭氧空洞,主要与平流层异常变暖有关,不能因某一年臭氧洞偏小,就认为臭氧洞已被修复,南极臭氧洞问题其实并未得到彻底解决。
科学家认为,南极臭氧空洞应该会逐渐恢复,但要缩小到1980年的规模,可能要等到2070年。
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