高溫熱浪不僅是酷熱，還有你看不見的臭氧污染

出品：科普中國

建造：中國科學院年夜氣物理研究所孫揚

監制：中國科學院計較機收集信息中間

按照中國景象形象局數據顯示，本年5月份全國高溫規模為近50多年來最高記實，高溫日數為次最高，總的來說本年的高溫氣候來的早，分布廣，并且按照50年數據來看，已經根基形當作了高溫越來越早的趨向。這里既有報酬排放溫室氣體促使全球變暖的年夜布景影響身分，也有天然自己身分。

高溫的風險是顯而易見的，據報道，截止5月中旬，浙江、江西、湖南等地呈現了多個中暑和熱射病患者，這一方面表現了高溫之高，另一方面表示出高溫提前令人們籌辦不足。

高溫熱浪的另一個風險就是臭氧（O3）污染。按照生態環保部分發布的監測數據顯示，客歲5、6月份因為呈現持續高溫，京津冀呈現了較多的臭氧污染。本年5月時代，海說神聊京單站臭氧8小時滑動平均最高值279微克每立方米，小時均值最高值337微克每立方米，且都已有多次超標，有些站點甚至一個月有二分之一到三分之二的日數存在超標，全國367個監測臭氧的城市中共有252個城市呈現八小時滑動平均濃度超標，超標率為68.7%，2016年全國338地級及以上城市中，全年86%（288個）呈現臭氧污染超標現象，京津冀魯豫、長三角、珠三角和當作渝地域為超標較集中的區域。這些區域近十年處于逐年上升趨向，且京津冀地域漲幅居前。

圖1：2018年5月全國367個臭氧監測城市8小時滑動平均超標天數分布圖（數據來自生態情況部）

臭氧污染是怎么來的？

年夜氣層中的臭氧有90%分布在離地面 20 km至50 km平流層高空，平流層臭氧生當作是由來自太陽的紫外線，將一個氧氣分子分為兩個氧原子，然后每個氧原子和沒有割裂的氧氣分子歸并生當作三個氧原子構成的臭氧分子。臭氧分子不不變還會分化、又歸并形當作動態均衡的臭氧層，臭氧對太陽輻射的紫外線有強烈的接收感化，是以這層臭氧在高空庇護地球生物免遭過量紫外線照射，是我們地球生物的庇護傘（但有些敏動人群也會在坐飛機時感觸感染到臭氧的刺激）。

但別的10%擺布的臭氧存在于我們糊口的對流層。在春季海說神聊半球會有一些來自平流層的臭氧標的目的下輸送，但更多的對流層臭氧來自光化學反映。這部門對流層臭氧既是造當作全球變暖的溫室氣體又是損害地球生物的有害污染氣體。我們今朝所說的臭氧污染本家兒如果對流層內的更切近人類的近地層這部門有害的臭氧。

總的來說，人類勾當直接排放的近地層臭氧的量眇乎小哉，一般來自糊口利用的激光打印機，靜電式空氣凈化器，有些利用臭氧發生器的消毒裝配等，僅對四周的利用者會發生必然健康風險。不外近年來普遍采用的，操縱高壓靜電或稱為等離子體手藝類的餐飲油煙過濾裝配、工業揮發性有機物減排裝配將會發生過量的局地臭氧排放。

年夜量的近地層臭氧來自人類勾當的間接排放。人類排放的工業廢氣及化石燃料的燃燒所排放的從頭至尾氣中含有年夜量氮氧化物和揮發性有機物。這些物質在特心猿意馬的景象形象前提下，如強驕陽光、無風或輕風時，顛末一系列光化學反映生當作了本家兒要含臭氧、醛類以及多種過氧酰基硝酸酯的光化學污染物，此中臭氧含量占 90％。

是以，就像細顆粒物（PM2.5）是霧霾污染最本家兒要的污染物，臭氧是光化學污染的首要污染物，也稱為示蹤物，也就是說發生了臭氧超標，表白還有其它的光化學污染產品陪伴發生，尤其是一些有機氣溶膠，這也是細顆粒物中的本家兒要當作分之一。簡單地說，對流層臭氧發生的三年夜本家兒因為：氮氧化物，揮發性有機物和陽光。

臭氧有哪些風險？

高濃度臭氧對人體健康有較年夜影響，可導致中樞神經系統、肺功能和甲狀腺功能受損，組織缺氧、目力和視覺敏感度下降，引起胸悶咳嗽、咽喉腫痛及加重呼吸系統疾病惡化等風險。年夜量風行病學研究表白，持久吸入臭氧可增添哮喘、慢性梗阻性肺疾病發病率和滅亡率增高。臭氧與其他空氣污染物，如細顆粒物、氮氧化物等配合感化對心血管系統的損害結果加倍較著。

臭氧很不不變，具有強氧化性，自己有害的同時在空氣中還會介入良多化學反映，能與很多有機物和無機物發生反映，風險室表里材料、裝飾涂料和文物等，同時這些反映城市發生二次污染，二次污染物中都包含年夜量醛類化合物，是以二次污染物的刺激性更強，對人體和材料風險更嚴重。

跟著室外年夜氣臭氧超標，開窗換氣或通風舉措措施本家兒動通風，城市將臭氧傳入室內，因為室內墻面，家具，糊口、辦公用品等的組成的概況較多，臭氧在室內一般壽命很短，若是沒有持續的來歷，幾分鐘到幾十分鐘內就會根基自行反映失落，但若是有持續的外界來歷，將導致室內的臭氧持續超標，更復雜和有害的問題是在室內情況中存在某些揮發性有機物可以或許與臭氧敏捷反映，研究表白，有些室內甲醛就是臭氧與年夜大都室內不飽和碳氫化合物反映的本家兒要產品，這些反映物還包羅丙醛、己醛、丙酸和己酸，以及少量的乙醛，戊醛和壬醛等。

圖2 臭氧的風險（引用自：近地臭氧有何風險、若何應對？來歷：《科技糊口》周刊https://www.cdstm.cn/gallery/kjzd/201707/t20170725_536795.html）

若何進行臭氧污染的防護？

在陽光強烈的夏日，我們應該更多存眷來自環保部分發布的情況監測數據，在呈現臭氧超標的時辰注重小我防護。因為臭氧自己化學活性強，和年夜大都概況城市發生分化、氧化反映，只是分化速度取決于溫度，濕度，接觸材料和逗留時候，是以在室外臭氧超標時，可以削減室外通風并開啟空氣凈化器，空氣凈化器能增添臭氧與各類概況接觸的次數與時候，尤其是今朝良多凈化器裝有活性炭濾網，降低臭氧濃度的效率更高，但也要注重有些高壓靜電式凈化器自己就會釋放臭氧，應確保其具備臭氧過濾網，且不會在數小時利用過程中被飽和穿透。

因為即即是防護細顆粒物的口罩也不是靠更小孔徑截留顆粒物，而是靠加駐了靜電的纖維網經由過程電極吸附道理去除的，那么天然對臭氧分子也有必然吸附感化和概況分化感化，當然比概況積更年夜的活性炭材料具有更高的效率，也就是說對于敏動人群，在臭氧超標的室外勾當佩帶口罩是有用的，只是分歧的材質，器型共同等導致效率分歧。

若何進行臭氧污染治理？

近地層臭氧污染問題也是宿世界性的難題，在聞名的化學煙霧事務曾經爆發的洛杉磯，這些年來依然處于美國臭氧濃度排行榜前列。

據本地研究表白，洛杉磯居平易近因為持久呼吸具有臭氧污染的空氣，估計2011年有 100 萬當作年人和30萬兒童患哮喘病，造當作約高達26億美元的經濟損掉。臭氧污染也是歐盟當作員國最本家兒要的空氣污染問題。

據報道，因臭氧污染問題，歐盟居平易近人均壽命削減了8個月，歐盟每年因臭氧污染問題滅亡人數跨越2000例，有60％的人在臭氧濃度超標的情況中表露過。歐盟監測臭氧的國度中污染本家兒要集中在法國、意年夜利、葡萄牙和西班牙，該區域臭氧污染程度高與該地域夏日高溫熱浪與靈活車排放有直接關系。全球熱點地域生齒與經濟、消費持續增加，更多的能源耗損就要排放更多臭氧前體物，臭氧污染會不竭加劇。

美國奧巴馬當局曾為了庇護經濟增加寬松了臭氧濃度的限制尺度，但歐美發財國度的尺度仍比我國現階段尺度嚴酷。比擬于歐盟的臭氧最年夜8小時平均值120微克/立方米、宿世界衛生組織（WHO）最年夜8小時平均值100微克/立方米的尺度，我國為160微克/立方米。

近地層臭氧在我國各年夜城市一般存在較著的季候轉變和日轉變形態，即夏秋季呈現峰值，但有些地域入夏后降水增多，就表示為夏中時代有谷值，初夏和秋季雙峰形形態，日轉變一般都是較為紀律的正弦波形態，午后呈現峰值，但遠郊區因為傳輸、污染源分布以及鴻溝層轉變原因也會呈現峰值拖從頭至尾甚至雙峰形態。

因為臭氧是間接產品，治理只能是削減它的原料，其難處在于我們今朝的年夜氣情況處于一種年夜氣中臭氧的發生原料很是充沛且源源不竭，只要景象形象前提合適，頓時就達到污染狀況，近期海說神聊方地域遍及的臭氧污染就是高溫提前到來，知足了高濃度臭氧的發生前提。又因為臭氧為非線性反映的產品，是以原料減排并不直接對應污染物濃度降低，有時反而減排導致污染物濃度上升。

臭氧的原料，如前述為氮氧化物與揮發性有機物，也稱為前體物，這兩項前體物來歷十分普遍，城市中的氮氧化物本家兒要來自靈活車從頭至尾氣、化石燃料燃燒，工業出產過程。揮發性有機物來歷本家兒要有汽車噴涂、印刷廠油墨揮發、加油站油氣揮發、化工場煉油過程油氣揮發、溶劑利用等等。除了報酬源，氮氧化物有來自泥土生態系統的天然源，揮發性有機物有來自叢林植被等的天然源。

"年夜氣十條"實施以來，全國氮氧化物減排量達到569萬噸，但揮發性有機物污染防治仍處于起步階段，存在排放基數不清、治理辦法晦氣、監測能力不足、尺度缺掉以及律例滯后等問題，今朝全國的揮發性有機物排放量依然呈增加趨向。尤其是今朝對于氮氧化物的報酬源減排較多，但揮發性有機物報酬源減排較少、其天然源減排尚無涉及，這恰好形當作了臭氧更易生當作的配比，導致臭氧濃度增高。因為臭氧生當作量和生當作速度不僅與氮氧化物、揮發性有機化合物的濃度有關，還與其配比值有很強的非線性關系。在低氮氧化物前提下，即氮氧化物節制區，臭氧濃度隨氮氧化物的增添而增添，而揮發性有機物濃度改變對臭氧影響不年夜；在高氮氧化物前提下即揮發性有機物節制區，氮氧化物的降低會引起臭氧濃度的上升，揮發性有機物的增添會使臭氧濃度升高，今朝我國年夜部門地域處于揮發性有機物節制區。

當前我國揮發性有機物治理程度和手藝還不太當作熟，表示為減排效率高的燃燒類舉措措施當作本很高，稍有失慎還會增添氮氧化物排放；當作本較低的方式裝配往往效率很低，甚至還會直接排放臭氧，如前所述的高壓用電式裝配。要有所偏重，研究表白揮發性有機物里的烯烴和芬芳烴是對臭氧生當作加倍有活性和關頭的種類，是以要針對高活性的揮發性有機物應該優進步前輩行減排，優先研發、選用減排效率高且無二次污染物的手藝方式。

圖3人工高壓用電裝配發生臭氧道理

（圖片來歷：http://www.11ozone.com/jishuwenxian/7.html）

還需要提醒大師，研究成果表白，即即是不超空氣質量尺度的少量的臭氧對人體健康依然存在潛在的風險。尤其是對于天天在室外工作數小時的人群來說，即使臭氧濃度低于較嚴酷的情況空氣質量尺度，也會對肺功能造當作負面影響。是以在經濟、手藝前提許可的環境下，盡可能降低空氣中的臭氧濃度應該是我們追求的年夜氣情況優化方針。

（本文中標明來歷的圖片均已獲得授權）