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臭氧|臭氧的身份：“地球保护伞”还是“隐形反派”( 二 )


其实 ， 臭氧污染并不是新现象 ， 只是2012年以前 ， 它着实被冷落——毕竟PM2.5更受瞩目 。 自2013年实施《大气污染防治行动计划》以来 ， 随着全国空气质量监测网的建立 ， 臭氧污染这个名字才逐渐走进大众视野 。 而对人类而言 ， 臭氧污染其实很早就与另一个名字紧密相连——光化学烟雾 。
当污染源排入大气的氮氧化物与碳氢化合物等一次污染物 ， 在太阳紫外线照射下发生光化学反应 ， 会生成臭氧等二次污染物 ， 这种一次污染物与二次污染物的混合体就是光化学烟雾 。 臭氧作为光化学烟雾主要氧化剂 ， 其浓度变化成为光化学烟雾警报依据 。
1943年 ， 美国第二大城市洛杉矶发生了全球最早的光化学烟雾事件 。 当时 ， 该市250万辆汽车每天燃烧掉约1100吨汽油 ， 排放的污染气体等在紫外光线照射下产生光化学反应 ， 最终形成含剧毒、浅棕色、有刺激性的烟雾笼罩整个城市 ， 很多市民因此患上眼红、头疼等疾病 。 日本、英国、加拿大、澳大利亚、德国等也出现过光化学烟雾事件 。
那么 ， 随着我国夏季臭氧浓度增加 ， 会引发光化学烟雾吗？总的来说 ， 我国臭氧污染水平远低于发达国家光化学烟雾事件频发时期的历史水平 ， 且我国正在加强臭氧监控、采取治理措施 ， 对此生态环境部大气环境司司长刘炳江认为：当前 ， 我国未出现光化学污染事件 ， 未来发生的可能性也极低 。
没有人能独善其身
杜绝光污染事件发生 ， 要从源头抓起——可臭氧污染治理真的很难 。 由于前体物NOx与VOCs在臭氧生成的链式反应中关系复杂 ， 导致其治理机制复杂 。 还有部分研究表明 ， PM2.5与臭氧是此消彼长 。 臭氧形成过程依赖于大气自由基浓度 ， 而PM2.5可通过吸收部分大气自由基来抑制臭氧生成 ， 因此实现PM2.5与臭氧的双向治理要求很高 。
此外 ， 臭氧前体物来源复杂 ， 涉及机动车尾气、化工、油漆、餐饮等多方面 。 其中 ， 移动源机动车治理一直是个难点 ， 化工、餐饮等多且分散 ， 想要精准控制 ， 难度可想而知 。 因此 ， 臭氧前体物的协同控制成为更大挑战 。
研究发现 ， 新冠肺炎疫情期间 ， 由于我国采取了严格管理措施 ， NOx比VOCs减少更多 ， 城市成为VOCs控制区 ， 再伴随PM2.5减少 ， 反而更容易使臭氧超标 。 全球范围也是如此 。 由于多国实施了不同程度社交隔离措施 ， 研究证明 ， 大气污染在各国封锁期间明显减少 ， 但臭氧污染在增加 。 其中 ， 巴塞罗那增加29% ， 欧洲平均增加17% 。
究其原因 ， 在于城市新排放的NO是近地面臭氧消耗重要途径 。 在滴定效应影响下 ， 发生了NO+O3→NO2+O2反应 。 道路交通排放的NO就是消耗当地臭氧的种子选手 。 然而 ， 交通受限尾气排放减少 ， 加之其他近地面消耗臭氧物质如PM2.5减少 ， 疫情期间城市臭氧大幅增加也就自然而然了 。
其实 ， 一个地方出现臭氧污染 ， 并非都是本地污染惹的祸 。 例如：珠三角地区夏季臭氧污染最少 ， 秋季最多；长三角一带为夏季最多 ， 秋季次之 ， 冬季最少 。 这除了本地影响 ， 还受到平流层—对流层输送与远距离输送的操控 。
飞机尾气会将污染从对流层带到平流层 ， 气象现象也可能会造成某一地点周期性短暂温度连续性破坏 ， 使得对流层与平流层之间的间隔被打开 ， 通过垂直下沉运动将物质从平流层传输到对流层（俗称STT） 。 此时 ， 平流层的臭氧就会随着空气被带到地表来串门了 。 由于STT经常在中纬度发生 ， 它贡献了北半球中纬度对流层20%至30%的臭氧资源 。 青藏高原地区就是对流层与平流层的物质输送通道之一 。
但就全球而言 ， 平流层作用很小 ， 主要仍通过改变大气环流等方式 ， 来影响区域对流层臭氧及其前体物的时空分布形态 。 其中 ， 跨欧洲的污染物途经地中海、中东 ， 可以影响东亚地区的空气质量；来自北美的污染气团仅需6天至15天即可达到大西洋中部 ， 导致欧洲臭氧增加 。 因此 ， 全球范围大气环流导致的跨区域输送 ， 注定了各国在臭氧防控中无人能够独善其身 。


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