臭氧 藍天白云下的“隱形殺手”
人們對于空氣污染的注意力多集中于PM2.5，但隨著季節的變化，空氣首要污染物會有所變化。到了夏季，明明看到的是晴空萬里，藍藍的天、白白的云，但有可能你看到的是“假藍天”，實際上空氣是污染的，這就是被稱為“隱形殺手”的臭氧污染。長安大學環境與工程學院教授鄧順熙、陜西省環境監測中心站總工程師吳衛東在日前舉辦的臭氧污染科普主題專家沙龍上，告訴大家夏季臭氧污染的形成機理、控制對策以及防護措施，讓大家進一步認知臭氧污染。
什么是臭氧
臭氧(03)是氧氣(O2)的同素異形體，在常溫下，是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。它是由大氣中的氧分子受太陽輻射分解成氧原子(O)后，與周圍的氧分子結合而形成的，含有3個氧原子。
大氣中的O3約90%集中在15-30km的平流層。對流層的O3約占10%左右。平流O3層吸收太陽紫外射線，不僅阻止了短波長紫外線到達地面，而且改變了透入對流層陽光輻射的譜分布。而近地面O3是空氣污染物。平流層臭氧的存在對于地球的生命物質至關重要，它阻止了高能量的紫外輻射到達地面，從而起到保護人類與環境的重要作用，是“地球保護傘”。對流層臭氧，特別是近地面層臭氧對地球生態系統和對人類及生物圈都是有害的，也是“健康殺手”。
臭氧具有季節性高發的特點，主要集中在夏季。這也是為什么進入5月以來，明明藍天白云的日子多了起來，但是監測數據卻與公眾的感受有所差別。欺騙我們眼睛的，正是臭氧。近地面臭氧污染有明顯的日變化特征，持續時間與光照同步，不會維持很長的高濃度臭氧時間，一般不超過8-10小時，臭氧污染很難形成區域性污染，通常都是城市尺度局部的污染。其擴散也同PM10和PM2.5等污染物一樣，臭氧也會隨著風力傳輸、擴散、稀釋。
對流層臭氧的危害
臭氧的強氧化性對于生物組織的破壞作用是很明顯的，植物的葉片、人的呼吸道都會因此受到損傷。臭氧是一種強氧化劑，當臭氧被吸入呼吸道后，強烈刺激人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎和肺氣腫;臭氧會造成人的神經中毒、頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退;臭氧會對人體皮膚中的維生素E起到破壞作用，致使人的皮膚起皺、出現黑斑;臭氧還會破壞人體的免疫機能，誘發淋巴細胞染色體病變，加速衰老，致使孕婦生畸形兒;而復印機墨粉發熱產生的臭氧及有機廢氣更是一種強致癌物質，它會引發各類癌癥和心血管疾病。
對植物的危害，影響植物的生長及產量。同時，臭氧可以對植物的光合作用及呼吸作用、葉片膜保護系統、氣孔反應和新陳代謝等產生影響，使植物的葉片出現“雀斑”等情況，加速葉片的老化。對材料也是有危害的，臭氧污染對建筑材料、衣物及其他物質材料等有損壞作用，如加速橡膠和塑料老化，使紡織品褪色等。
近地面的臭氧污染來源
近地面臭氧是典型的二次污染物，是由空氣中的氮氧化物(NOx)和揮發性有機化合物(VOCs)等前體物，在陽光中紫外線的照射下，發生光化學反應生成的。形成臭氧的8大類揮發性有機化合物是烷烴、烯烴類、芳香烴類、醛類、酮類、醇類、酯類、鹵烴類。近地面臭氧的污染物的來源非常廣泛，主要是人類活動的排放，也有自然排放源。在城市區域，人為因素影響較大，如石油、化工、醫藥、農藥等化工類，汽車制造、機械設備制造、家具制造等工業，以及包裝、印刷等行業的排放。日常生活都會排放各種VOCs，如燃料、涂料、化妝品、消毒劑的使用等。
夏季臭氧為何容易超標
臭氧污染帶有明顯的季節性特點，一般5-9月濃度比較高。盛夏季節，空氣擴散條件比較好，加上降雨較多，是一年中PM2.5濃度相對較低的季節，人們常常可以看到藍天白云的晴好天氣。但是，夏天強烈的太陽輻射和較高的溫度，易造成光化學煙霧和二次臭氧生成，因為持續高溫和強日照天氣有利于氮氧化物和揮發性有機物發生大氣光化學反應，從而生成地面臭氧和乙酰硝酸酯等強氧化劑。因此，在夏季，臭氧會隨著氣溫的上升而增多。
臭氧污染不會影響能見度
臭氧污染幾乎不會對能見度產生影響，明明看見藍天白云，但臭氧已經超標了。長安大學環境與工程學院教授鄧順熙說，如果對臭氧的前體物排放放手不管，任臭氧“肆無忌憚”，就會形成光化學污染，天空會形成淺藍色煙霧，污染嚴重了天空也會變成灰色。
對流層臭氧是“光化學煙霧”的標志性污染物。汽車、工廠等污染源排入大氣的HCs和NOx等污染物，在陽光(紫外光)作用下發生光化學反應生成二次污染物，參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體污染物，也有顆粒物)所形成的煙霧即為光化學煙霧。
光化學煙霧污染源條件是以石油為原料的工廠和機動車等污染源排放的NOx和HC是光化學反應形成的前提。地理條件：NO2必須在290-400nm波長輻射作用下才可能光分解。一般太陽天頂角(θ)越小，太陽輻射就越強。θ>60°時，入射角較大，光線通過大氣層時路程加長，致使小于400nm波長的光很難到達地面，所以不易發生光化學煙霧。夏季在北半球太陽入射角比冬天小，發生光化學煙霧的可能性較冬季大。
臭氧污染也是需要防護的
臭氧污染治理，難在哪兒?成分。氮氧化物與可揮發性有機物在強光照射下發生二次光化學反應，導致臭氧污染。而揮發性有機物是由3000種以上化學物組成的混合體，不同化學物的濃度水平相差3個數量級以上。此外，它們的化學活潑性也相差甚遠，因此大氣中的揮發性有機物處于快速變化之中。
臭氧的比重約為空氣的1.66倍，常聚集在下層空間，故兒童是直接受害者。市民在陽光強烈時應減少去戶外的次數，尤其是兒童、老人等體弱人群，在午后兩小時內應減少戶外活動，實在是需要外出的也得做好保護工作。
由于臭氧不是一次污染物，它是由氮氧化物(NOX)和揮發性有機物(VOCs)等前體物在大氣中通過一系列光化學反應形成的二次污染物，所以降低臭氧濃度需要降低它的前體物質濃度，而不是它本身。如對高排放的大型貨車繼續限行，杜絕臭氧前體物高排放企業入駐。由于大氣污染物的流動性和擴散性，單一區域地降低臭氧濃度難度較大，應加強與周邊區域的聯防聯治。
臭氧污染的防治對策和建議
如何應對臭氧污染?陜西省環境監測中心站總工程師吳衛東表示，開展陜西城市VOCs試點監測。建設城市VOCs監測網，搞清楚VOCs污染現狀;編制涉VOCs企業排放清單。推進石化行業VOCs污染治理。針對大型石化企業的有組織排放、無組織排放及廠界VOCs開展監測，并積極推進“泄漏檢測與修復”技術改造，全面控制大型石化企業VOCs排放。優先選用揮發性有機物含量低或非揮發性有機物的涂料或溶劑;加快污染治理設施和廢氣收集系統建設;加快加油站、儲油庫、油罐車等二次和三次油氣回收實施進度，并通過加強檢查和監管力度，提高設施使用率。針對汽車等移動源，加快全省黃標車及高排放、超服務年限非道路移動機械設備的淘汰速度;加大對重型車輛和機械設備的尾氣排放監督和執法力度;積極推廣新能源汽車;鼓勵綠色出行。加快燃煤電廠、鋼鐵、水泥、有色等重點工業行業脫硝工程建設進度;加快鋼鐵、水泥等產能落后及產能過剩企業的淘汰和轉型工作。
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