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上期小E带大家了解了平流层臭氧是如何保护地球上的生物免遭紫外线的伤害，今天我们来聊一聊“坏臭氧”的影响。  所谓“坏臭氧”，主要指的是对流层的臭氧，即距离地面10~100m的近地面臭氧。如果近地面臭氧浓度较高，则会对人体健康和生态环境产生有害影响。研究显示，儿童、妇女、老年人以及肺部疾病患者（如哮喘等）是臭氧暴露健康危害的易感人群，较高浓度的臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用，对肺功能也有潜在影响，同时还会干扰植物健康生长。  我国臭氧污染何时出现的？ 国际上的臭氧污染问题因1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件首次被科学家识别。光化学烟雾是指汽车、工厂等排放到大气中的挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在阳光（紫外光）作用下发生光化学反应，生成二次污染物，后又与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾，其特征污染物为臭氧等强氧化剂。 随着我国石油化学工业的迅速发展，1974年在兰州西固区开始发现有光化学烟雾污染的征兆，经1976～1980年的多次调查证实，该地区在夏季晴天常被烟雾笼罩，居民感觉眼部和呼吸道遭受刺激，植物也受到显著危害。自此，臭氧污染问题逐步进入我国科学家和大众的视野。  光化学烟雾污染事件示意图 近地面臭氧是怎样形成的？ 经过近40年的科学探索和污染防治实践，我国科研人员对臭氧污染的形成机制和防治策略已经有了基本共识。近地面大气中的臭氧主要由一系列复杂的光化学反应过程产生，也就是说“坏臭氧”并不是直接排放到空气中的，而是由其他污染物转化而来的。 形成“坏臭氧”最主要的两个条件是：①存在NOx和VOCs等前体污染物；②强烈的太阳光（紫外线）照射。  1 氮氧化物（NOx）排放 NOx是由氮和氧两种元素组成的化合物，常见的有一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、氧化亚氮（N2O）等。NOx来源较广，但基本是人为排放，主要来自化石燃料燃烧、工业生产过程、机动车尾气等，涉及的行业和工艺主要包括火力发电、水泥生产、玻璃制造、锅炉燃烧、其他工业窑炉、交通运输等。 2 挥发性有机物（VOCs）排放 VOCs是“Volatile Organic Compounds”的缩写，可分为苯系物、烷烃、烯烃、卤代烃、醇类、酮类、酚类、醛类、醚类、脂类、酸类、胺类共12大类，常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯甲烷等。相比NOx，VOCs的来源更为广泛，石化、医药、化工、家具、汽修、印刷等行业的工业企业均是VOCs排放的典型来源，此外也包括机动车、加油站等油气挥发，以及餐饮油烟和干洗店溶剂挥发等。 3 光照条件 夏季是臭氧污染的高发时节，不只我们国家，在欧美国家的夏季，臭氧污染也是占主要地位。夏季光照强、气温高、云量少、紫外线强，更容易造成臭氧污染，因此夏季午后往往是一天之中臭氧浓度最高的时候。在一年之中，臭氧浓度一般从五月份开始增长，七八月份到达最高点，进入秋季后逐步降低。  大气自由基循环机制 和臭氧光化学产生示意图 我国臭氧污染现状如何呢？ 我国的空气质量指数（AQI）是由细颗粒物（PM2.5）、颗粒物（PM10）、臭氧（O3）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）和一氧化碳（CO）六项指标构成。臭氧作为表征空气质量的常规污染物之一，不像有刺激性气味的SO2和NOx那样“闻得到”，也不像可造成霾污染的PM2.5那样“看得到”。因此在“十二五”末，我国建成了国家环境空气质量监测网，实时掌握监测点的臭氧指标数据。同时，根据《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ 663-2013）的规定，我国采用臭氧日最大8小时滑动平均值的第90百分位数（MDA8-90）进行臭氧年评价。 今年5月，国家生态环境部发布了《2022中国生态环境状况公报》，根据公报2022年，339个城市O3日最大8小时平均值第90百分位数浓度在90~194微克/立方米之间，平均为145微克/立方米，比2021年上升5.8%。从空间分布来看，东南沿海区域臭氧浓度往往高于内陆区域。  2022年339个城市O3 日最大8小时平均值第90百分位数 浓度区间分布及年际变化 2022年339个城市O3 日最大8小时平均值第90百分位数 浓度分布示意图 尽管当前我国臭氧防治面临较大压力，但国家近年来已经采取了一系列重要举措，包括制定并发布臭氧污染防治攻坚方案等，以进一步改善大气环境质量，保障人民群众身体健康。相信在大家的共同努力下，我们一定会打败“坏”的臭氧，呼吸更加清洁的空气，享受更加幸福的生活！ 参考文献： [1] 中国科学院理化技术研究所.令人又爱又恨的臭氧[EB/OL].2015-03-04.https://www.cas.cn/kx/kpwz/201503/t20150304_4317112.shtml [2] 中国大气臭氧污染防治蓝皮书[S].中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会.2020-10. [3] 陈长和,黄建国,任阵海等.兰州西固工业区夏季光化学烟雾污染的气象条件[J].环境科学学报,1986(03):334-342.DOI:10.13671/j.hjkxxb.1986.03.010. [4] 中华人民共和国生态环境部,2022年中国生态环境状况公报[EB/OL].https://www./hjzl/sthjzk/zghjzkgb/202305/P020230529570623593284.pdf. |
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