雾霾相比,臭氧“低调”得多,悄悄地“隐藏”

图表制做:阎天雷

本报记者李牧鸣

与“张牙舞爪”的灰霾相比,臭氧要“低调”得多,悄悄地“隐藏”在万里晴空中,却成为近几年春天纳入监控指标以来诸多城市的大气环境污染诱因。全省74个城市空气质量统计显示:2015年6月所有超标天数中,以臭氧为首要污染物的天数最多,超过了以PM2.5为首要污染物的天数。与之呼应,7月23日四川省公布2015年第二季度全国城市环境空气质量状况,臭氧成最常见首要污染物；另据媒体报导,6月至8月京津冀地区的近半数污染日内,臭氧均取代PM2.5成为空气首要污染物。

被公众熟知和关心的PM2.5,何以会被臭氧“超越”?臭氧超标对人体有什么害处?

1、“低调”臭氧比PM2.5更可怕

专家觉得,臭氧这些看不见的污染不容小视,应像注重灰霾一样,采取综合举措加以预防。

“事实上,臭氧污染已成为困惑全省的环保新课题。”中科院大气化学研究所研究员王跃思说。目前,从全省来看,南方臭氧污染一年有1个峰值,而北方则每年有2个峰值,甚至山西、西藏等地区也面临臭氧污染问题。

相对于发黑恶臭的水污染、发黄发黑且有恶臭味道的烟污染,以及参杂着细小颗粒的灰霾污染等有形污染,公众乃至环保部门对无色无味的臭氧污染仍然“掉以轻心”。

但臭氧虽然比PM2.5更可怕。

臭氧几乎能与任何生物组织反应,对呼吸道的破坏性很强。按照美国职业健康与安全中心(CCOHS)的介绍,“臭氧会剌激和损害鼻黏膜和呼吸道,这些剌激,轻则引起头痛鼻塞、咽喉疼痛,重则引起肺炎,造成上呼吸道癌症恶化,还可能引起肺功能减慢、肺气肿和肺组织损伤,但是这种损伤常常是不可修补的。”因此,对患有气短病、肺气肿和慢性支食道炎的人来说,只要曝露在低含量的臭氧中,都可能对她们形成显著的害处。

同样,臭氧也会剌激耳朵,使视觉敏感度和视力增加。它也会破坏皮肤中的维生素E,让皮肤长雀斑、黑斑；当臭氧含量在200毫克/立方米以上时,会损害中枢神经系统,让人头疼、胸痛、思维能力增长。

据悉,臭氧会妨碍血液输氧功能,导致组织缺氧；使乳腺功能损坏、骨骼钙化。日本斯克利普斯应用科学研究所的保罗·温特沃斯院士以前做过研究,发觉臭氧会破坏人体的免疫机能臭氧污染对人体的危害,诱发淋巴细胞染色体畸变,损害个别酶的活性和形成溶血反应。

哪怕对动物来说,臭氧也不是哪些受欢迎的好东西。英国利物浦学院的生物学家曾在2006年发表了一篇论文,提出臭氧会让动物的叶绿素、类红叶素和碳水化合物含量减少,对光合作用形成影响,因而增加农小麦的产值。

2、最危险的人群:婴儿和儿童

因为臭氧的比重约为空气的1.66倍,往往集聚在上层空间,所以个头小的儿童是最直接的被害者。

日本南加洲的科学家以前对3535名10到16岁的女儿做过5年的追踪调查,发觉在臭氧含量高的地区(年平均含量介于112至138μg/m3),常常玩三四种运动的儿子,百日咳发病率比不做运动的儿子高出一倍。非常是出生时体重较轻的儿子或是足月儿,受臭氧影响的机率更大。

假如婴儿在孕期期间接触臭氧,出生的孩子可能会先天睑裂狭长(也叫先天性小眼症,通常是受孕三个月时胎儿眼珠发育不理想所致)。

另一项名为的研究则是针对成年人的。这项源于1977年的研究,对3091名27-87岁的成年非抽烟的德国人进行了历时15年的追踪,结果显示,常常曝露于臭氧环境下的女性,脑部出现了损害的病症,另外,肿瘤的发病率和死亡率也与常年曝露在臭氧下有密切关系。

3、最危险的地方:客机机舱

既然臭氧的害处如此大,那它的易发期是哪些时侯呢?

据中科院“有机月球物理国家重点实验室”介绍,臭氧的时间性和季节性都很显著。臭氧含量在夜晚是十分低的,8点以后,随着产生臭氧的废水越来越多,泰安时间越来越长,臭氧含量也渐渐下降,于14点到16点之间达到峰值,然后再平缓减少,到下午8点后,臭氧含量又恢复了最低状态。一年之中,臭氧含量的最高峰集中在夏秋。这期间,对臭氧的产生堪称是“天时地利人和”:潍坊强、云量少、风力弱。这就是看似风和日丽的时侯,人们出游时却会出现咽喉眼鼻不适的诱因。

在地分辨布上,城市近郊、风公园的臭氧含量常常比市中心高,非常是当近郊处于市区下风向的时侯。对此,有关专家的解释是:因为臭氧非常开朗,产生后会继续与其他污染物发生反应,因而市中心不断激化的污染排放,会暂时把臭氧“吃掉”,把它弄成其他污染物后,又随风飘向近郊,重新变回臭氧。也就是说,即使县城测出的臭氧含量值比近郊理想,也没哪些好骄傲的,这多半说明县城的其他污染物太多,暂时把臭氧变异了而已。

城区也污染,近郊风公园也躲不开,那能够待在哪里?世卫组织(WHO)的建议是:“尽量别在臭氧易发期盼在室内。”

按照英国环保署(EPA)的测试,室外的臭氧含量通常都比室内低50%,倘若卧室密封良好,采用了空调系统的话,臭氧含量还会更低。不过,马达运转中放出的火花、静电打印及电视机的工作过程,就会使空气中的部份二氧化碳转变为臭氧。所以机电房、静电打印机房、计算机机房等都是臭氧易发地,反倒要注意通风。

还有一种“室内”也是臭氧集中地——飞机座舱。机舱里的臭氧主要来自大气环境,臭氧层主要分布在高空10千米至50千米的大气层中,而航空客机的飞行高度通常是7千米至12千米。

现代的小型飞机都配备了除臭氧系统,但还是未能把它们赶尽杀绝。日本方面以前测试过,波音客机在飞行高度为11895米时,外界臭氧含量为3.57mg/m3,客机座舱臭氧含量为0.29mg/m3。而依照英国联邦民航局(FAA)捐助的一项调查,波音747、727、737、DC10、DC9的座舱臭氧浓度都比较高,远程客机又比短途客机的座舱臭氧浓度高。这项调查的带头人是加洲学院的环境工程学家威廉·纳扎罗夫。他觉得,解决座舱臭氧问题的办法很简单,就是给客机改装臭氧转化器。“遗憾的是,并不是所有民航公司都有这个意识,尤其是对于老式和大型客机臭氧污染对人体的危害,民航公司更关心的是飞行安全问题。”

4、臭氧污染,是如何形成的

因为臭氧的害处愈加显著,国际上对于臭氧的安全标准越来越严格。欧共体规定的臭氧“日最大8小时平均值”,已于2010年增长到了/mol(约等于120毫克/立方米),但是一年中平均值超过这个标准的天数不能少于25天。我国2012年新更改的《环境空气质量标准》也降低了关于臭氧的控制标准:日最大8小时平均值为一级100毫克/立方米,二级160毫克/立方米。

不过,给全部人扼要地指定一个安全值是不可能的。“个人体质、运动频度、待在室内时长,空气中的其他污染物就会影响臭氧的害处程度,这正是让研究部门头痛的地方。”加州学院公共健康大学的杰瑞·马丁院士解释,“越来越多研究证明,虽然臭氧含量比较低,倘若人体长时间曝露(6-8小时)的话,形成的害处同样严重。并且,臭氧都会跟其他污染物联合作业,例如,臭氧会加大PM(可吸入颗粒物)对人体的害处,而PM也会加大臭氧的害处性。”

“与其说臭氧污染,不如称之光物理污染。车辆、工厂等污染源排入大气的挥发性有机污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在强烈的阳光紫外线照射下,吸收太阳光的能量,使原有的物理链受到破坏,发生光物理反应,生成臭氧、过氧酰基硫酸酯(PAN)等二次污染物。参与光物理反应过程的一次污染物和二次污染物的混和物称之为光物理烟雾。臭氧是光物理烟雾的主要成份。人们在检测这种污染物时,臭氧含量也是最主要的指标。”中国气象局在自己的官方博客这么介绍。

5、治理难度大,需加强顶楼设计

臭氧污染是一个国际性话题。日本纽约经过几六年整治,情况大有好转,但每年仍有几天臭氧超标。与日本单一的臭氧污染不同,我国是臭氧与PM2.5交织,互相作用,再加上刚才起步,因此整治难度更大。

同时,对臭氧的检测也不是件容易事。大同市环境检测中心站站长温彦平说,挥发性有机化合物是臭氧的重要前体物之一。但如今刚启动检测工作,对其来源、排放量等尚处于研究剖析和调查研究阶段,对其控制也处于国家无标准、技术不成熟、企业靠自觉的状况。

据悉,臭氧检测不像二氧化碳那样有标准二氧化碳,可以便捷地检验检测设备的偏差,只能拿着设备挪到广州等城市“用设备来检查设备”,以至于影响对臭氧的检测。

臭氧污染综合整治举措尚需进一步研究探求。王跃思说,臭氧的产生机理是非线性过程。整治臭氧需先整治前体物,即挥发性有机化合物和氮氧化合物等才能促恶臭氧生成的物质,但只有按比列增加时才能有效地降低大气臭氧含量,而目前这个比列还不好拿捏。假如单纯增加一种,有可能臭氧含量反倒降低。

国务院2013年颁布的《大气污染预防行动计划》明确提出,要“加强雾霾、臭氧的产生机理、来源解析、迁移规律和检测预警等研究,为污染整治提供科学支撑”。业内专家觉得,对臭氧污染这一环保新课题,各级政府必须高度注重,应在加大基础性研究和顶楼设计的基础上,采取综合整治举措。

环保专家表示,臭氧防治首先须要顶楼设计。中国环境科学研究院副教授柴发合等人觉得,应将臭氧前体物列入国家降耗指标,制订针对挥发性有机化合物、氮氧化合物的总数控制规划。柴发合说,臭氧前体物也是PM2.5二次颗粒物前体的一种,臭氧与PM2.5整治应当结合上去,综合考虑,不能“头疼医头,脚疼医脚”。据悉,鉴于臭氧污染是一种光物理污染,温度高时污染减缓,因此在考虑全球变暖问题时也要加入臭氧的审视。

王跃思还建议推行区域大面积综合整治。臭氧前体物是流动性很强的物质,一个地区形成的氮氧化合物可能本地人觉得不到,反倒飘到其他地方产生臭氧。单个城市整治臭氧疗效不会太显著,应在华中五省、长三角、珠三角等臭氧污染严重的地区构建区域防治机制。

柴发合说,臭氧前体物在不同地方比列不同,虽然在同一个城市,市区与近郊的比列也有差异。各地要把不同地方的臭氧产生机制认清楚,通过检测摸透楚臭氧前体物的具体比列、排放源的位置,这样能够“对症下药”。而这方面工作须要环保部门与科研机构的通力合作。

专家还觉得,从技术层面上说,整治臭氧前体物的重点应置于“车、油、路、厂”四个方面:提高车辆废气排放标准,改善车辆废气装置,降低排放；提高燃油质量；同时,逐渐实现公汽车、出租车改用煤气；整治交通堵车；淘汰落后产能,控制燃煤电站、水泥、涂料、油墨彩印厂等企业排放的氮氧化合物、挥发物。

顶楼设计不意味和普罗大众无关,做好每位人可以做到的一点点事,保护好自己和家人的健康。人类社会发展永远是在螺旋曲线中上升,只要不逃避,不舍弃,办法总比问题多。

◆小资料

臭氧,和维持全人类生命的氢气就差一个字,就多一个O,却是石墨和砖石的区别。没错,这两组区别如天上地下通常的东西都是同素异型体,也就是由同样的单一物理元素构成,但性质却不相同的单质。

由于比二氧化碳多了一个氧原子,所以臭氧的氧化性比二氧化碳更强。哪些叫氧化性?切开的苹果放一会儿切面就弄成红色了,由于被空气里的二氧化碳氧化了；女孩们的嫩脸一天天变老了,就是她身体氧化的结果。臭氧的氧化性比二氧化碳强,究竟强到哪些程度?自来水、游泳池里的氯味道都嗅到过吧?那是消毒用的,要换成臭氧消毒,比二氧化碳还猛点。所以家庭用的消毒柜下层都是靠臭氧来消毒的。

走在车水马龙的大道上,我们有时会认为空气带着浅蓝色,还伴随着辛辣剌激的气味,这就是一般所说的光物理烟雾,臭氧则是上面最主要的成份之一。车辆废气、工厂排放的烟雾中有着大量的氮氧化物和挥发性有机化合物,它们跟空气中的二氧化碳结合后,在阳光幅射和湿度的催化下,便产生了臭氧。