臭氧污染看不見(jiàn)卻比PM2.5更可怕，可能對人體造成多種危害

與“張牙舞爪”的霧霾相比,臭氧要“低調”得多,悄悄地“隱藏”在萬(wàn)里晴空中,卻成為近幾年夏天列入監控指標以來(lái)眾多城市的大氣環(huán)境污染元兇。全國74個(gè)城市空氣質(zhì)量統計顯示:2015年6月所有超標天數中,以臭氧為首要污染物的天數最多,超過(guò)了以PM2.5為首要污染物的天數。與之呼應,7月23日廣東省公布2015年第二季度全省城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況,臭氧成最常見(jiàn)首要污染物；另?yè)襟w報道,6月至8月京津冀地區的近半數污染日內,臭氧均代替PM2.5成為空氣首要污染物。

被公眾熟知和關(guān)心的PM2.5,何以會(huì )被臭氧“超越”?臭氧超標對人體有哪些危害?

1、“低調”臭氧比PM2.5更可怕

專(zhuān)家認為,臭氧這種看不見(jiàn)的污染不容小視,應像重視霧霾一樣,采取綜合措施加以防治。

“事實(shí)上,臭氧污染已成為困擾全國的環(huán)保新課題。”中科院大氣物理研究所研究員王躍思說(shuō)。目前,從全國來(lái)看,北方臭氧污染一年有1個(gè)峰值,而南方則每年有2個(gè)峰值,甚至新疆、西藏等地區也面臨臭氧污染問(wèn)題。

相對于發(fā)黑發(fā)臭的水污染、發(fā)黃發(fā)黑且有刺鼻氣味的煙污染,以及夾雜著(zhù)細小顆粒的霧霾污染等有形污染,公眾乃至環(huán)保部門(mén)對無(wú)色無(wú)味的臭氧污染一直“掉以輕心”。

但臭氧其實(shí)比PM2.5更可怕。

臭氧幾乎能與任何生物組織反應,對呼吸道的破壞性很強。根據加拿大職業(yè)健康與安全中心(CCOHS)的介紹,“臭氧會(huì )刺激和損害鼻粘膜和呼吸道,這種刺激,輕則引發(fā)胸悶咳嗽、咽喉腫痛,重則引發(fā)哮喘,導致上呼吸道疾病惡化,還可能導致肺功能減弱、肺氣腫和肺組織損傷,而且這些損傷往往是不可修復的。”因此,對患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來(lái)說(shuō),只要暴露在低濃度的臭氧中,都可能對他們產(chǎn)生明顯的危害。

同樣,臭氧也會(huì )刺激眼睛,使視覺(jué)敏感度和視力降低。它也會(huì )破壞皮膚中的維生素E,讓皮膚長(cháng)皺紋、黑斑；當臭氧濃度在200微克/立方米以上時(shí),會(huì )損害中樞神經(jīng)系統,讓人頭痛、胸痛、思維能力下降。

此外,臭氧會(huì )阻礙血液輸氧功能,造成組織缺氧；使甲狀腺功能受損、骨骼鈣化。美國斯克利普斯應用科學(xué)研究所的保羅·溫特沃斯教授曾經(jīng)做過(guò)研究,發(fā)現臭氧會(huì )破壞人體的免疫機能,誘發(fā)淋巴細胞染色體畸變,損害某些酶的活性和產(chǎn)生溶血反應。

哪怕對植物來(lái)說(shuō),臭氧也不是什么受歡迎的好東西。西班牙瓦倫西亞大學(xué)的生物學(xué)家曾在2006年發(fā)表了一篇論文,提出臭氧會(huì )讓植物的葉綠素、類(lèi)紅葉素和碳水化合物濃度降低,對光合作用產(chǎn)生影響,從而降低農作物的產(chǎn)量。

2、最危險的人群:孕婦和兒童

由于臭氧的比重約為空氣的1.66倍,常常聚集在下層空間,所以個(gè)頭小的兒童是最直接的受害者。

美國南加州的科學(xué)家曾經(jīng)對3535名10到16歲的孩子做過(guò)5年的追蹤調查,發(fā)現在臭氧濃度高的地區(年平均濃度介于112至138μg/m3),經(jīng)常玩三四種運動(dòng)的孩子,哮喘發(fā)病率比不做運動(dòng)的孩子高出一倍。特別是出生時(shí)體重較輕的孩子或是早產(chǎn)兒,受臭氧影響的幾率更大。

如果孕婦在懷孕期間接觸臭氧,出生的寶寶可能會(huì )先天瞼裂狹小(也叫先天性小眼癥,一般是懷孕三個(gè)月時(shí)胎兒眼球發(fā)育不理想所致)。

另一項名為AHSMOG的研究則是針對成年人的。這項始于1977年的研究,對3091名27-87歲的成年非吸煙的美國人進(jìn)行了長(cháng)達15年的追蹤,結果顯示,經(jīng)常暴露于臭氧環(huán)境下的男性,肺部出現了損害的癥狀,另外,肺癌的發(fā)病率和死亡率也與長(cháng)期暴露在臭氧下有密切關(guān)系。

3、最危險的地方:飛機機艙

既然臭氧的危害這么大,那它的高發(fā)期是什么時(shí)候呢?

據中科院“有機地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室”介紹,臭氧的時(shí)間性和季節性都很明顯。臭氧濃度在清晨是非常低的,8點(diǎn)之后,隨著(zhù)形成臭氧的廢氣越來(lái)越多,日照時(shí)間越來(lái)越長(cháng),臭氧濃度也逐漸升高,于14點(diǎn)到16點(diǎn)之間達到峰值,之后再緩慢降低,到晚上8點(diǎn)后,臭氧濃度又恢復了最低狀態(tài)。一年之中,臭氧濃度的最高峰集中在夏季。這期間,對臭氧的形成可謂是“天時(shí)地利人和”:日照強、云量少、風(fēng)力弱。這就是看似風(fēng)和日麗的時(shí)候,人們游玩時(shí)卻會(huì )出現喉嚨眼鼻不適的原因。

在地區分布上,城市郊區、風(fēng)景區的臭氧濃度往往比市中心高,特別是當郊區處于城區下風(fēng)向的時(shí)候。對此,有關(guān)專(zhuān)家的解釋是:由于臭氧特別活潑,形成后會(huì )繼續與其他污染物發(fā)生反應,因此市中心不斷加劇的污染排放,會(huì )暫時(shí)把臭氧“吃掉”,把它變成其他污染物后,又隨風(fēng)飄向郊區,重新變回臭氧。也就是說(shuō),就算市區測出的臭氧濃度值比郊區理想,也沒(méi)什么好驕傲的,這多半說(shuō)明市區的其他污染物太多,暫時(shí)把臭氧變異了而已。

市區也污染,郊區風(fēng)景區也躲不開(kāi),那還能待在哪兒?世衛組織(WHO)的建議是:“盡量別在臭氧高發(fā)期待在室外。”

根據美國環(huán)保署(EPA)的測試,室內的臭氧濃度一般都比室外低50%,如果房間密封良好,采用了空調系統的話(huà),臭氧濃度就會(huì )更低。不過(guò),電機運轉中放出的火花、靜電復印及電視機的工作過(guò)程,都會(huì )使空氣中的部分氧氣轉變?yōu)槌粞?。所以機電房、靜電復印機房、計算機機房等都是臭氧高發(fā)地,反而要注意通風(fēng)。

還有一種“室內”也是臭氧集中地——飛機座艙。機艙里的臭氧主要來(lái)自大氣環(huán)境,臭氧層主要分布在高空10千米至50千米的大氣層中,而民航飛機的飛行高度一般是7千米至12千米。

現代的大型客機都配備了除臭氧系統,但還是無(wú)法把它們趕盡殺絕。加拿大方面曾經(jīng)測試過(guò),波音飛機在飛行高度為11895米時(shí),外界臭氧濃度為3.57mg/m3,飛機座艙臭氧濃度為0.29mg/m3。而根據美國聯(lián)邦航空局(FAA)資助的一項調查,波音747、727、737、DC10、DC9的座艙臭氧含量都比較高,遠程飛機又比短途飛機的座艙臭氧含量高。這項調查的帶頭人是加州大學(xué)的環(huán)境工程學(xué)家威廉·納扎羅夫。他認為,解決座艙臭氧問(wèn)題的辦法很簡(jiǎn)單,就是給飛機加裝臭氧轉化器。“遺憾的是,并不是所有航空公司都有這個(gè)意識,尤其是對于舊式和小型飛機,航空公司更關(guān)心的是飛行安全問(wèn)題。”

4、臭氧污染,是怎么產(chǎn)生的

由于臭氧的危害日益明顯,國際上對于臭氧的安全標準越來(lái)越嚴格。歐盟規定的臭氧“日最大8小時(shí)平均值”,已于2010年下降到了60nmol/mol(約等于120微克/立方米),而且一年中平均值超過(guò)這個(gè)標準的天數不能多于25天。我國2012年新修改的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》也增加了關(guān)于臭氧的控制標準:日最大8小時(shí)平均值為一級100微克/立方米,二級160微克/立方米。

不過(guò),給全部人籠統地指定一個(gè)安全值是不可能的。“個(gè)人體質(zhì)、運動(dòng)頻率、待在室外時(shí)長(cháng),空氣中的其他污染物都會(huì )影響臭氧的危害程度,這正是讓研究部門(mén)頭疼的地方。”加州大學(xué)公共健康學(xué)院的杰瑞·馬丁教授解釋,“越來(lái)越多研究證明,即使臭氧濃度比較低,如果人體長(cháng)時(shí)間暴露(6-8小時(shí))的話(huà),產(chǎn)生的危害同樣嚴重。而且,臭氧還會(huì )跟其他污染物聯(lián)合作業(yè),比如,臭氧會(huì )加強PM(可吸入顆粒物)對人體的危害,而PM也會(huì )加強臭氧的危害性。”

“與其說(shuō)臭氧污染,不如稱(chēng)之光化學(xué)污染。汽車(chē)、工廠(chǎng)等污染源排入大氣的揮發(fā)性有機污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在強烈的陽(yáng)光紫外線(xiàn)照射下,吸收太陽(yáng)光的能量,使原有的化學(xué)鏈遭到破壞,發(fā)生光化學(xué)反應,生成臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。參與光化學(xué)反應過(guò)程的一次污染物和二次污染物的混合物稱(chēng)之為光化學(xué)煙霧。臭氧是光化學(xué)煙霧的主要成分。人們在監測這些污染物時(shí),臭氧濃度也是最主要的指標。”中國氣象局在自己的官方博客如此介紹。

5、治理難度大,需強化頂層設計

臭氧污染是一個(gè)國際性話(huà)題。美國洛杉磯經(jīng)過(guò)幾十年治理,情況大有好轉,但每年仍有幾天臭氧超標。與美國單一的臭氧污染不同,我國是臭氧與PM2.5交織,相互作用,再加上剛剛起步,因而治理難度更大。

同時(shí),對臭氧的監測也不是件容易事。太原市環(huán)境監測中心站站長(cháng)溫彥平說(shuō),揮發(fā)性有機化合物是臭氧的重要前體物之一。但現在剛啟動(dòng)監測工作,對其來(lái)源、排放量等尚處于研究分析和調查研究階段,對其控制也處于國家無(wú)標準、技術(shù)不成熟、企業(yè)靠自覺(jué)的狀況。

此外,臭氧監測不像二氧化硫那樣有標準氣體,可以方便地檢驗監測設備的誤差,只能拿著(zhù)設備跑到上海等城市“用設備來(lái)檢測設備”,以至于影響對臭氧的監測。

臭氧污染綜合治理措施尚需進(jìn)一步研究探索。王躍思說(shuō),臭氧的形成機理是非線(xiàn)性過(guò)程。治理臭氧需先治理前體物,即揮發(fā)性有機化合物和氮氧化合物等能夠促發(fā)臭氧生成的物質(zhì),但只有按比例降低時(shí)才會(huì )有效地減少大氣臭氧濃度,而目前這個(gè)比例還不好拿捏。如果單純降低一種,有可能臭氧濃度反而增加。

國務(wù)院2013年出臺的《大氣污染防治行動(dòng)計劃》明確提出,要“加強灰霾、臭氧的形成機理、來(lái)源解析、遷移規律和監測預警等研究,為污染治理提供科學(xué)支撐”。業(yè)內專(zhuān)家認為,對臭氧污染這一環(huán)保新課題,各級政府必須高度重視,應在加強基礎性研究和頂層設計的基礎上,采取綜合治理措施。

環(huán)保專(zhuān)家表示,臭氧防控首先需要頂層設計。中國環(huán)境科學(xué)研究院副院長(cháng)柴發(fā)合等人認為,應將臭氧前體物納入國家減排指標,制定針對揮發(fā)性有機化合物、氮氧化合物的總量控制規劃。柴發(fā)合說(shuō),臭氧前體物也是PM2.5二次顆粒物前體的一種,臭氧與PM2.5治理應該結合起來(lái),綜合考慮,不能“頭疼醫頭,腳疼醫腳”。此外,鑒于臭氧污染是一種光化學(xué)污染,氣溫高時(shí)污染加劇,因而在考慮全球變暖問(wèn)題時(shí)也要加入臭氧的考量。

王躍思還建議實(shí)行區域大面積綜合治理。臭氧前體物是流動(dòng)性很強的物質(zhì),一個(gè)地區產(chǎn)生的氮氧化合物可能本地人感覺(jué)不到,反而飄到其他地方形成臭氧。單個(gè)城市治理臭氧效果不會(huì )太明顯,應在華北五省、長(cháng)三角、珠三角等臭氧污染嚴重的地區建立區域防控機制。

柴發(fā)合說(shuō),臭氧前體物在不同地方比例不同,即便在同一個(gè)城市,城區與郊區的比例也有差別。各地要把不同地方的臭氧形成機制搞清楚,通過(guò)監測摸清楚臭氧前體物的具體比例、排放源的位置,這樣才能“對癥下藥”。而這方面工作需要環(huán)保部門(mén)與科研機構的通力合作。

專(zhuān)家還認為,從技術(shù)層面上說(shuō),治理臭氧前體物的重點(diǎn)應放在“車(chē)、油、路、廠(chǎng)”四個(gè)方面:提升汽車(chē)尾氣排放標準,改善汽車(chē)尾氣裝置,減少排放；提升燃油質(zhì)量；同時(shí),逐步實(shí)現公交車(chē)、出租車(chē)改用燃氣；治理交通擁堵；淘汰落后產(chǎn)能,控制燃煤電廠(chǎng)、水泥、涂料、油墨印刷廠(chǎng)等企業(yè)排放的氮氧化合物、揮發(fā)物。

頂層設計不意味和普羅大眾無(wú)關(guān),做好每個(gè)人可以做到的一點(diǎn)點(diǎn)事,保護好自己和家人的健康。人類(lèi)社會(huì )發(fā)展永遠是在螺旋曲線(xiàn)中上升,只要不逃避,不放棄,辦法總比問(wèn)題多。