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低空臭氧:易被忽视的都市污染

来源:更新时间:2014-06-25
2013年10月30日,北京市环境保护监测中心工作人员对pM2.5监测设备进行检查。新华社记者公磊摄

国际先驱导报特约撰稿 青帝 发自芝加哥

明明是个大晴天,但如果你仍然感觉胸闷咳嗽、头痛头晕,那么,你可能就正在遭受臭氧污染!这是一种不易被人察觉的污染,但是与pM2.5一样,属于不可忽视的都市污染。

众所周知,地球高空大气层的平流层中存在着臭氧层。臭氧层在赤道附近最厚,到两极变薄。这层天然存在的低浓度臭氧,是因来自太阳的紫外线把氧分子分解成两个单独的氧原子,活性增强的单个氧原子又与一个氧分子(O2)结合,从而形成有三个氧原子的臭氧。显然,臭氧比氧气活性更强。

在大多数人的印象中,高空臭氧层吸收了97%至99%太阳发出的中短波段紫外线,对于生活在地球上的万物有着至关重要的保护作用。

不过,臭氧也并不都是“有益”的,虽然臭氧是自然界里原本就存在的,但是人类的大工业化生产容易催生更多的臭氧,这些臭氧积存在大气层的对流层,即大气层的最底层。

相对于高空臭氧,低空存在的臭氧因其不同的地理位置而大不相同,被视作严重的空气污染物,被称为“有害的臭氧”。如今,低空臭氧正成为我们城市中的主要污染物之一。

与“雾霾”关系密切

人们对低空臭氧对空气污染的认识由来已久。

据研究,低空臭氧是强氧化剂,并具有强烈的刺激性,对植物、动物及很多结构材料如塑胶、橡胶有害。它还会伤害肺组织,严重时会导致肺出血而死亡。这种臭氧还对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,并阻碍血液的输氧功能。

值得注意的是,臭氧污染对于儿童和老人的健康影响尤甚,因为孩子在夏天户外活动的时间较多,比较容易罹患哮喘等呼吸道疾病。喜欢户外运动的健康成年人也有可能对臭氧污染格外敏感。

科学界普遍认为,低空臭氧主要是内燃机和燃煤发电厂造成的空气污染所催生的。这些工业化生产排放的挥发性有机化合物(VOC)和氮氧化物在阳光照射下产生光化学反应,因此产生了臭氧。

另外,工业涂料中比如汽车涂料和装修材料等也会挥发大量VOC,比如室内涂料所含的有机溶剂中70%到80%都会挥发到空气中。因为臭氧活性高而与氧原子、氯或其他游离性物质反应而分解消失,周而复始,这些化学反应产生的许多化学物质是光化学烟雾产生的主要原因之一。

另一方面来说,森林也能产生烟雾和瘴气,美国南部的大山Great Smoky Mountain,正是由此得名的。我们常说的“雾霾”,其实有些误导,容易与自然界产生的现象混淆,而人类活动所产生的化学烟霾,应该叫做“灰霾”才最为准确。我国最近几年大量产生的灰霾现象,除了与固体悬浮颗粒污染物(pM)有关之外,也和臭氧的浓度有着密切的关系。

阳光越灿烂污染或越重

可想而知,有害臭氧污染在人口和工业集中的大城市最为严重。

2012年中,中国珠三角地区监测到的主要空气污染物都是臭氧,臭氧浓度全国最高,甚至超过了美国臭氧污染排名第一的洛杉矶。可怕的是,与pM2.5不同,臭氧越是炎热和阳光灿烂的时候,产生的越多,有“冬防pM2.5,夏防臭氧”一说,每年5月到9月尤其要注意防治臭氧污染,比如美国环保署以及一些天气预报站都会发出各地臭氧污染的预警。

臭氧虽然有刺激性气味,但在浓度很低的情况下,是不容易被人所察觉的。所以一些看上去阳光明媚的日子,容易让人产生错觉,以为室外空气比灰蒙蒙的时候要质量好些,其实并不尽然,有可能臭氧污染反而额外的严重。

如今,为了逃离臭氧污染,许多城市居民纷纷搬离城中心。不过,臭氧能够随风飘散到很远的地方,而且也不”认识”国境线,所以很难确定其源头,治理的难度也就更高了。

而且,“城市往郊区辐射和扩张”的生活方式,靠的是汽车的大量使用,也加剧了汽车尾气污染,最后郊区实际上也逃不开臭氧污染,整个是一个怪圈。显然,系统地来看,污染不仅是环境问题,更牵扯到社会、经济和政治的一系列问题。纵观全球,发达国家将高污染的工业外移,发展中国家为了经济发展不得不承受污染的后果,总体来说,污染常常并没有减少,只是挪了地方。

欧盟很重视臭氧监测

近年来,欧盟通过法律,欧盟成员国当臭氧污染达到一定程度时必须向欧盟报告。每年10月31日前,欧盟成员国还得把夏天的臭氧污染情况进行汇总统一通报,以预测这些数值长期以来对人类健康的影响。

2013年,这些数据显示,臭氧污染最为严重的是意大利、科索沃地区、希腊和西班牙等国(波斯尼亚和列支敦士登无数据报告),老牌的工业国家、最早产生灰霾的如英国和德国,反而因为治理得当而臭氧污染较少,可见污染并不是毫无治理办法的顽疾。

污染无国界,欧盟还好办些,国家都比较小,互相影响大,容易达成共同治理的共识。其他大陆上的国家要一起来治理臭氧污染,却是相当不易。比如非洲1997年就成立了空气污染信息网络(ApINA),近年来却毫无动静,着急的只是大学里的研究人员。许多发展中国家政治动荡,经济落后,连电都无法稳定的供应,温饱都没有解决的情况下,污染并不是他们急于要解决的问题之一。

节能生活尤为重要

从个人的角度来说,如何从我做起、减低臭氧污染呢?因为机动车辆的尾气排放仍然是促使臭氧产生的一大原因,如果能减少车辆的使用,多用低碳的方式旅行,比如骑自行车、步行和坐公共交通等,会有相当的帮助,特别是在大城市里,这些方式实际上比开私家车效率高得多,纽约、伦敦等大城市的市民就对此深有体会。

此外,保持汽车的正常检修,不超速(开到55迈以上汽车的燃油效率就会降低,对空气污染更严重),保持轮胎的合适气压,避免汽车引擎空转(启动引擎所耗的汽油只相当于引擎空转10秒的耗油),等等,特别是燃油效率低下的旧车,尾气污染尤其严重。这些措施不仅降低了尾气排放,而且通常为车主省了钱,是皆大欢喜的事情。

除去私家车的使用,生活的其他方面也对臭氧的形成有一定影响。比如在夏天,空调设在22摄氏度以上是效率最高的,人体既感到舒适,又不会过分耗电。美国的房屋建造业就非常注重房屋的隔热性,最初投资大,但长期来说能省下巨额的取暖和制冷费用,降低了整个社会的能耗。另外,装修材料选用上,尽量用低VOC的油漆,能改善室内的空气质量。

总的来说,节能的生活方式能减少有害臭氧污染,同时也能减少对高空臭氧层的破坏。

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