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尽管大家仍在抱怨空气污染，但中国在几十年的大气污染治理方面已经取得了不错的效果。中国PM2.5 和 PM10 的平均浓度在2014年至2020年下降了 40% 以上。在中国大地上，许多地方在多年的努力下战胜了雾霾，重获了蓝天，为居民健康带来了福祉。 然而，快速减少的PM2.5等颗粒物污染导致阳光增加，这又给大气带来了一个新的问题，即臭氧（O3）污染的增加。大气中PM2.5等颗粒物污染减少本是好事，怎么反而带来了新的臭氧污染问题呢？
这是因为臭氧（O3）是在光照条件下由 NOx 和 VOCs之间的复杂化学反应形成的，而NOx和 VOCs主要来源于汽车尾气排放。当大气中颗粒物污染减少，阳光直晒地面，结合地面上大量排放出来的NOx和VOCs，就产生了比以往更加多的臭氧。过去5年，中国大气中臭氧的平均浓度增加了约20%。也就是说，大气污染治理中的措施和方法可能出现了考虑不够全面的问题，导致治理旧污染产生新污染的错误循环中。来自华中科技大学、广东外语外贸大学、北京大学的研究人员在中国山东威海开展了实验研究，评估了臭氧污染对急诊室入院和公共医疗支出的健康影响，并提供强有力的证据表明臭氧对健康有重大的负面影响。如果您没有耐心看下去，那我们先直接看主要的研究发现： 臭氧污染浓度每增加一个标准差，将导致每周增加 3.30、2.25 和 4.94 次呼吸、眼科和内科急诊室入院。 陆风，晴天和密集的道路会显着增加臭氧对健康的不利影响。 老年人和男性更容易受到臭氧污染的影响，尤其是呼吸道疾病。 臭氧浓度与健康存在非线性的剂量反应关系。整体上，臭氧浓度越高，对健康的负面影响就越大。 臭氧污染浓度每增加一个标准差，就会使城市每年增加589万元的医疗支出。这个估计只是一个下限。考虑到威海是一个空气质量相对较好的城市，而中国的平均臭氧污染在过去六年中上升了近20微克/立方米，全国的实际健康成本是巨大的。 
之所以选择中国的半岛城市威海做为研究地点，是因为威海市是中国东海岸的沿海城市，属季风气候。因此，威海在中国城市中具有良好的扩散条件和相对较好的空气质量，如果它都存在臭氧污染问题，那么其他城市也很难避免。另外威海市大气污染物趋势与中国总体趋势一致。2014年以来，颗粒污染物浓度逐年下降，而臭氧浓度呈上升趋势。其次，威海的颗粒物污染物远低于全国平均水平，而臭氧浓度较高。颗粒物的快速下降增加了阳光照射，为臭氧的产生提供了有利条件。调查威海市臭氧对健康的影响可以深入了解中国近期面临的臭氧污染挑战。
此外，威海整体空气污染水平大部分时间低于国家空气质量标准，城市雾霾问题几乎不存在。这样的情况大大降低了人们对空气污染的关注度，从而在一定程度上减少了因用户故意不出门以减轻健康损害等回避行为对我们的估计造成的偏差。想要研究臭氧对威海市居民健康的影响，至少需要威海市较长时间的相关医疗数据和空气质量数据。研究人员还真找到了合适的数据。首先，他们获得了2007年至2018年威海市最大的综合医院所有科室的综患者诊断数据，一共514704次就诊诊疗记录。这些数据包括患者具体入院时间、出院时间、准确家庭住址、诊断结果、治疗费用等。根据臭氧的病理作用，他们选取呼吸科、眼科、内科的诊疗记录，分析同期臭氧对健康的影响。其次，他们又从国家空气质量实时披露平台收集了威海市的空气污染数据。包括从2014年5月到2020年10月的空气质量指数（AQI）和PM2.5、PM10、NO2和O3数据。为了科学地做统计，研究人员还利用全国天气数据集、地图数据集以及医院骨科、产科等数据集，做了完善的控制变量和安慰剂实验分析，以确保研究结论的可靠性。至此，从宏观层面看：患者家庭地址和污染数据的详细信息能够让每个患者都能近似获得臭氧暴露量信息。患者的病历有助于调查臭氧暴露直接引起的疾病类型。治疗费用可以用于估算臭氧污染造成的医疗负担。研究数据准备大功告成。
研究人员谨慎的进行了多次对比统计，发现臭氧是引起威海市呼吸（气管炎、支气管炎、肺炎等疾病）、眼科（青光眼）和内科（高血压）健康问题的主要因素，其他空气污染物对此没有起到明显作用。综合考虑到气候条件，会发现当海风吹来时，风对臭氧污染有净化作用。但当陆风吹向威海市时，臭氧或其前体（NOx和VOCx）可能会跨整个城市区域扩散，从而导致在陆风盛行的日子里，臭氧对健康的负面影响显着提高（表现为入院诊疗数显著上升）。
不同天气、城市道路和风向条件下臭氧对健康的影响分析在阳光明媚的日子里，臭氧污染对健康的影响更为显着。而在阴天、雨天等天气，臭氧污染对健康的影响则没有那么大。这是容易理解的，因为臭氧的形成依赖于充足的阳光。由于臭氧是一种二次污染物，其前体 NOx 和 VOCs 主要来自汽车尾气。研究人员还使用卫星数据计算了每个乡镇的总道路长度。结果表明，道路网络较密集的城镇对臭氧的不利健康影响更为严重。这也侧面印证，汽车尾气是臭氧对健康造成负面影响的主要来源。臭氧对呼吸、眼科和内科有着明显的不利影响。进一步调查发现，它对某些特定人群有着更加特殊的影响。比如臭氧会导致老年人更容易得呼吸道疾病而就医。而男性比女性在呼吸相关疾病方面也更容易受到臭氧对健康的负面影响（推测这可能是因为男性更有可能在户外工作）。在探索了臭氧对健康的负面影响之后，一个关键问题是估计臭氧污染造成的公共医疗福利损失。以总医疗费用为自变量，研究发现臭氧污染每增加 10% 会导致呼吸科、眼科和内科急诊室住院总支出分别增加 11.2%、5.73% 和 9.10%。将此费用延审到威海全市年度水平上的话，臭氧污染量每增加一个标准差，城镇居民医疗支出每年将增加589万元。这个估计只是一个下限。因为考虑到威海是一个空气质量相对较好的城市，而中国的平均臭氧污染在过去六年中上升了近20微克/立方米，全国的实际健康成本可能是巨大的。
如果用一个曲线来描绘臭氧浓度对健康的危害作用。我们可能会得到一个非线性甚至指数函数曲线。也就是说，臭氧浓度越高，对健康的负面影响就越大。下图就描绘了威海市随着臭氧浓度升高，导致呼吸、眼科和内科的疾病就诊/入院量。很漂亮的增长曲线，只可惜对我们不利。
威海市民可能还沉浸在喜悦当中，因为从现有的各种统计指标上讲，他们的城市是中国综合空气质量相对较好的城市。然而，就连现有空气质量优良的城市，仍饱受臭氧污染困扰而不自知。我们绝大部分普通市民肯定也搞不清楚过于专业的事情，也还很少真的意识到环境污染对我们造成的切实伤害。在这种情况下，怎么谈健康中国和健康生活？愿在如今大规模雾霾治理成功后，臭氧的负面影响尽快成为未来大气污染治理讨论的核心。但更深层次的问题只有已经发现的臭氧污染吗？未来还会发现更多层出不穷的环境和健康问题？环境污染的根源该如何解决以及能否解决？面对环境污染，我们还有太多事要做，既为了我们自己，也为了下一代。
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