中准网
为什么夏季更易出现臭氧污染
  近来,"臭氧污染"这个词成为人们关注的热词。原来,空气质量监测数据显示,入夏以来,臭氧成为影响北京空气质量的首要污染物,而且,越是晴朗的天气,臭氧污染可能会越严重。
  蓝天曾经是空气质量良好的代名词,蓝天的天数也是监测空气质量的指标之一。然而,当北京人在为越来越晴朗的天空高兴的时候,空气质量监测数据却显示,入夏以来,臭氧成为影响北京空气质量的首要污染物。原来,天气晴朗并不意味着空气质量一定很好,在晴朗、阳光强烈的天气下,臭氧污染可能会很严重。
  查看去年发布的数据发现,在2015年5~8月间,北京市的首要污染物也是臭氧。其实,臭氧超标情况不仅发生在北京,全国各地多个城市在夏秋季节也都存在不同程度的臭氧污染现象,京津冀、长三角、珠三角以及山东、河南等地是我国臭氧污染比较严重的地区。看来,臭氧已经在不知不觉中出现在我们的大气环境中,并将影响我们的健康和生活。
  其实,人们对于"臭氧"这个词并不陌生,例如,臭氧层出现了空洞,我们应该减少温室气体的排放,保护臭氧层;还有臭氧是上个世纪著名的洛杉矶光化学烟雾的罪魁之一。又是要保护,又说是罪魁,那么臭氧到底是好还是不好呢?让我们来看看臭氧的功过是非吧!
  什么是臭氧、臭氧层和臭氧污染
  臭氧与我们须臾离不开的氧气是同素异形体,都是由氧原子组成的,化学式为O3。它是一种有刺激性臭味的淡蓝色气体,化学性质不定,具有强烈的氧化作用。
  大部分(约90%)的臭氧存在于距地面10~50公里的平流层,就是我们通常所说的臭氧层,可以阻挡来自太阳的宇宙射线,有效地减少到达地球表面的紫外线辐射的量,起到保护人类与环境的重要作用。臭氧层被变薄或者被破坏,大量的宇宙射线和紫外线达到地面,将危害人类和地球生物的健康,甚至生存。研究表明,臭氧层的臭氧减少1%,全球因白内障而造成的失明将增加10000~15000人。
  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。活跃的、具有强氧化性的臭氧进入人体后,可以诱导产生大量的自由基,通过氧化损伤,对人体健康和农作物生长产生危害,从而影响人类的健康和生活。
  臭氧污染对健康有什么危害
  臭氧具有强烈的刺激性,当存在臭氧污染时,人们首先会出现眼睛痒、流泪等眼刺激症状。此外,臭氧可以通过呼吸道进入人体,引起或加重呼吸系统疾病。在臭氧浓度达到50ppb时,就会出现鼻黏膜和咽喉黏膜的刺激症状,随着浓度的上升,还会出现嗓子痛、咳嗽、头痛、胸闷等一系列症状。在较高的臭氧浓度下,肺功能会受到明显的影响,甚至会导致肺气肿、意识障碍和死亡。臭氧还能破坏人体免疫功能,加速人体的衰老,破坏人体皮肤的维生素E,使皮肤出现皱褶和黑斑,还可能导致出生缺陷。
  臭氧还会影响植物和农作物的生长,致使植物叶片坏死、脱落、生长受抑制,造成农作物减产。研究表明,当臭氧浓度达到50ppb时,全国冬小麦可减产413.2万吨,大豆减产88.5万吨。此外,臭氧还会造成材料褪色、照片褪光、轮胎老化等,影响我们的生活。
  为什么夏季更容易出现臭氧污染
  近地面臭氧是典型的二次污染物,是由空气中的氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOCs)在强烈阳光的照射下,通过十分复杂的光化学反应生成的。
  人类活动
  人类活动是臭氧污染的主要来源,交通尾气的排放是最重要的来源。石油化工及相关行业的活动,包括油气的使用、加油站的挥发泄漏、以油气为燃料的火力发电等都可以造成臭氧污染。
  不论是汽车尾气还是石油化工及相关行业均可以排放大量的NOx和VOCs等;燃煤产生的废气也含有大量的Nox和CO,这些都是生成臭氧的前体物质。在环境空气质量较差时,大气中PM2.5等颗粒污染物及其吸附的重金属等,可以引发或加快光化学链式反应,加重臭氧污染。
  自然来源
  生物源性的挥发性有机物(BVOCx)和NOx通过光化学反应过程也可以生成臭氧,是天然臭氧的重要来源。
  气候条件
  在一定大气条件或特殊地形地势下,平流层的臭氧也可以输送到对流层,导致局部地区臭氧浓度升高。
  由于臭氧的生成是光化学反应的过程,需要强烈的光照,因此,臭氧污染多发生在天气晴朗、日照充足、气温高而干燥的夏秋季节。氧浓度在晴天最大,多云天次之,阴雨天最小。一般在受高压系统影响的天气时易发生臭氧污染,因为此时天气晴朗少云,紫外辐射较强,空气相对湿度较低,气温较高,易于生成抽油;同时,在高压控制的天气下,风速较小,不利于臭氧的扩散稀释。
  臭氧污染和PM2.5有什么不同
  通常,我们抬头看看天就可以大致判断是否有PM2.5污染,污染严重不严重。而臭氧则不同,其污染具有很强的隐蔽性,在蓝天白云下、"空气清新"时,可能存在臭氧浓度超标问题。
  此外,PM2.5严重污染多发生在冬季,在夏秋季节污染相对较轻,因为冬季气温较低、风速较小、日照时间短、气压高,在这种情况下,大气层结较稳定,不利于污染物的扩散,使局部地区污染物不断累积,浓度升高;并且我国北方冬季为采暖期,煤炭等燃料使用量增加,大气污染物尤其是颗粒物排放量增加,使PM2.5在冬季污染严重。而臭氧污染则相反,表现为夏秋季节污染严重而冬季减轻,因为臭氧主要是通过光化学反应形成的,而夏季光照时间普遍比冬季长,辐射强度也比冬季大。
  室内会有臭氧污染吗
  除了室外源性的污染,室内也有很多臭氧污染源,如电离式空气净化器、负离子发生器等电器,以及干式复印机和激光打印机等办公设备,此外还包括臭氧消毒机和变压器等。这些电器设备通常是利用臭氧的杀菌或氧化作用,具有臭氧发生器,或者是在使用过程中可以产生臭氧。
  臭氧消毒机是人们利用臭氧的杀菌作用制造的,在开机使用时会产生高浓度的臭氧,但在关机大约半小时,臭氧即可降至安全范围,因此建议在使用臭氧消毒机时,所有人员离开室内,消毒完毕关机至少半小时以后再回房间。
  复印机工作时会释放出大量的紫外线,紫外线可以使空气中的氧分解形成臭氧。因此,在办公室应尽量离复印机远点儿;使用复印机时,应保持良好的通风,最好安装排风设备。
  面对臭氧污染,我们如何防护
  对于人为的室外源性臭氧污染,最好的防护就是控制臭氧前驱体的排放。具体包括:
  控制机动车尾气排放:减少和控制机动车尾气排放是避免光化学烟雾、保证空气质量的最直接措施。例如,改进尾气净化装置,通过技术革新改变尾气成分,减少前体污染物排放;严格控制汽车尾气排放标准,逐步减少污染物排放;落实机动车检查维护制度,加快淘汰落后报废车辆;改善交通运行状况,提高车辆运行速度;提倡并自觉践行绿色环保出行,广泛推广清洁节能车辆,大力发展城市公交系统等。
  控制固定污染源废气排放:固定污染源废气排放是臭氧前驱体的重要来源。以下措施可以减少固定污染源废气排放:推广排气筒烟气脱硝技术,加大燃料脱氮投入防控NOx排放;对加油站的汽油进行回收管制,强制安装油气回收设施,减少油气挥发。
  联防联控降低臭氧污染:臭氧区域污染特征明显,只有通过区域大气污染联防联控措施,严抓共管,共同削减各类废气污染物,才能避免污染物迁移、叠加而导致严重区域性污染。
  对于个人而言,应主动规避室外臭氧污染,在高温和强光照的时间尽量待在室内,夏季尽量减少在早晨开窗换气,不要选择在中午进行户外活动。对于室内源性臭氧污染,主要是科学合理使用电器设备,尽量远离室内污染源,安装排风设施,保持室内良好通风,降低室内臭氧浓度。如果在室内使用臭氧消毒机,要确保消毒时没有人在现场,消毒完要确保室内臭氧浓度降到安全之后再进入室内。
  张金良,中国环境科学研究院研究员, 环境流行病学专家。中华预防医学环境卫生分会主任委员、中国环境学会环境风险专业委员会副主任委员和国家环境与健康专家咨询委员会委员。主要研究方向为环境污染与人体健康效应及风险评估,研究领域包括室内外空气污染与人体健康、气候变化与人体健康和儿童环境健康等。
 
张金良臭氧层臭氧空气质量家庭杂志阅读大全