除了PM2.5,还有别的家伙在空气中作妖?

除了PM2.5,还有别的家伙在空气中作妖?
2019年03月11日 09:35 新浪科技综合
饱受空气污染的地球 图片来源:http://secondwindairpurifier.com饱受空气污染的地球 图片来源:http://secondwindairpurifier.com

  来源:我是科学家iScientist

  你还记得一年中有多少日子都被雾霾吓得战战兢兢地出门?毋庸置疑,以雾霾为代表的空气污染等问题,正在越来越多地入侵我们的生活。

  一说到空气污染,有人会习惯性地把它等同于PM2.5(细颗粒污染物)。但事实上,评定空气污染的指标里,可不单单只是这个家伙。目前的空气质?#31185;?#20215;使用 AQI(Air Quality Index:空气质量指数),它衡量了6种主要污染物,分别是SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO。

  随着环境问题?#36824;?#27867;关注,以及?#20048;?#25514;施的实行,在许多报告中都显示,空气中有害细颗粒物的数?#31354;?#22312;慢慢?#38470;怠?#20294;发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章却指出:PM 2.5的减少,却导致了另一种污染物——臭氧污染的增加,这又是怎么回事呢?

图片来源:Pixabay图片来源:Pixabay

  什么?你不知道臭氧污染

臭氧的好与坏 图片来源:https://ecology.wa.gov臭氧的好与坏 图片来源:https://ecology.wa.gov

  提起臭氧,很多人都会想到臭氧层,也就是距离地球表面15-50km的平流层中,一层高浓度的臭氧区域。它能吸收掉阳光中的大量紫外线,所以被称为地面生物的“保护伞”。

  但由于臭氧的强氧化性,当它分布在地面上时,就变成了另一种角色。浓度超过一定值的臭氧,是光化学烟雾的主要成分。此时的它就化身了“恶魔?#20445;?#39640;浓度的臭氧会损害眼睛、呼吸道等,严重的还会导致肺气肿、意识?#20064;退?#20129;。以呼吸道疾病为例,0.1-0.2mg/m3的浓度,就会引起哮喘发作。高浓度臭氧对老人和孩子的影响最为严重。

  这个透明杀手是什么来头?

  空气中的臭氧污染主要来自于化学反应,有三个主要因素:氮氧化物(NOx)、挥发性有机物(VOCs)和强?#24050;?#20809;。

  化石燃料燃烧时,会向大气中排放 NOx 和VOCs 等污染物,在强?#24050;?#20809;下这些污染物间会发生光化学反应,就会产生臭氧。

  臭氧并不像细微颗粒物那样会让空气混浊,而强烈光照下会诱导臭氧生成,所以臭氧污染常出现在风和日丽的日子。有时候出门看到晴空万里,你会觉得空气清新通体舒畅,殊不知臭氧污染可能?#37027;?#22320;在伤害着你。此外臭氧污染并不能用口?#20540;值玻?#38500;了在污染时避免外出,没有更好的抵御方法。

美国洛杉矶的光化学烟雾,褐色为NO2污染。图片来源:United States Geological Survey美国洛杉矶的光化学烟雾,褐色为NO2污染。图片来源:United States Geological Survey

  PM2.5 的降低让臭氧污染加重了吗?

2015年平均臭氧污染含量 图片来源:http://ccacoalition.org2015年平均臭氧污染含量 图片来源:http://ccacoalition.org

  从2013年起,为了遏制空气污染的情况,国家制定了严厉的措施。包括限制上路汽车数量,关停烧煤旧式发电站或者改建为天然气发电站等等。

  这些措施看上去颇有?#23578;В?#22312;一篇文章中,研?#31354;?#20204;统?#24179;?#20960;年空气质量,发现2013年到2017年,中国东部PM2.5的浓度?#38470;?#20102;近40%。但在同样的时间内,大城市的臭氧浓度却上升了5%-10%。

 臭氧的生成(图中温度为华氏度,即32℃左右)。图片来源:https://slideplayer.com 臭氧的生成(图中温度为华氏度,即32℃左右)。图片来源:https://slideplayer.com

  其实在之前就有很多调查报道,指出PM 2.5降低和臭氧污染加剧存在着相关性,那这二者究竟有什么渊源呢?

  研?#31354;?#36890;过进一步实验发现,空气中的这些颗粒物就像小海绵一样,能吸附化学自由基,以阻止臭氧的产生。当PM2.5浓度降低,细微颗粒减少时,对反应物的吸附量也会减少,最终导致大气氧化性增加,促使VOCs和NOx转化成了臭氧。

  此外,如果PM2.5浓度过高,光照和辐射就会减弱,达不到臭氧生成的条件,反过来,PM2.5等细微颗粒降低,光照增强可能会促发臭氧的浓度增加。

  研究大气化学与环境工程的教授Daniel Jacob,在一篇新闻稿中指出:环境治理导致臭氧污染加剧的现象,在其他国家都未曾观测到过,看上去中国在环境环境治理问题上,似乎有些太着急了,对于PM2.5的治理上,中国只用了4年的时间,就得到了美国在30年所完成的效果,如此引发的新的问题也应?#20040;?#26469;一点?#27492;肌?/p>

  虽?#30340;?#21069;臭氧污染的危害还远不及PM2.5,但其上升的趋势还是需要及早被遏制。生态环境部的专家刘炳江在一次发布会上谈到了解决之道。他认为这二者之间的联系,起到了很好的提醒作用,能督促在重视PM2.5治理的当下,同时去注意臭氧污染的?#20048;巍?#32780;目前最好的方法还是控制VOCs的排放:“因为VOCs既可能转化成PM2.5及PM10,又是形成臭氧的前体物,控制它可以起到一箭双雕的效果。”

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