臭氧污染看不見卻比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(diào)”得多,悄悄地“隱藏”在萬里晴空中,卻成為近幾年夏天列入監(jiān)控指標(biāo)以來眾多城市的大氣環(huán)境污染元兇。全國74個城市空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)顯示:2015年6月所有超標(biāo)天數(shù)中,以臭氧為首要污染物的天數(shù)最多,超過了以PM2.5為首要污染物的天數(shù)。與之呼應(yīng),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,臭氧成最常見首要污染物；另據(jù)媒體報(bào)道,6月至8月京津冀地區(qū)的近半數(shù)污染日內(nèi),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,何以會被臭氧“超越”?臭氧超標(biāo)對人體有哪些危害?

1、“低調(diào)”臭氧比PM2.5更可怕

專家認(rèn)為,臭氧這種看不見的污染不容小視,應(yīng)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。目前,從全國來看,北方臭氧污染一年有1個峰值,而南方則每年有2個峰值,甚至新疆、西藏等地區(qū)也面臨臭氧污染問題。

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,以及夾雜著細(xì)小顆粒的霧霾污染等有形污染,公眾乃至環(huán)保部門對無色無味的臭氧污染一直“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(yīng),對呼吸道的破壞性很強(qiáng)。根據(jù)加拿大職業(yè)健康與安全中心(CCOHS)的介紹,“臭氧會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(dǎo)致上呼吸道疾病惡化,還可能導(dǎo)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(fù)的。”因此,對患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說,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,臭氧也會刺激眼睛,使視覺敏感度和視力降低。它也會破壞皮膚中的維生素E,讓皮膚長皺紋、黑斑；當(dāng)臭氧濃度在200微克/立方米以上時,會損害中樞神經(jīng)系統(tǒng),讓人頭痛、胸痛、思維能力下降。

此外,臭氧會阻礙血液輸氧功能,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(yīng)用科學(xué)研究所的保羅·溫特沃斯教授曾經(jīng)做過研究,發(fā)現(xiàn)臭氧會破壞人體的免疫機(jī)能,誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體畸變,損害某些酶的活性和產(chǎn)生溶血反應(yīng)。

哪怕對植物來說,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,提出臭氧會讓植物的葉綠素、類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(nóng)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5年的追蹤調(diào)查,發(fā)現(xiàn)在臭氧濃度高的地區(qū)(年平均濃度介于112至138μg/m3),經(jīng)常玩三四種運(yùn)動的孩子,哮喘發(fā)病率比不做運(yùn)動的孩子高出一倍。特別是出生時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,出生的寶寶可能會先天瞼裂狹小(也叫先天性小眼癥,一般是懷孕三個月時胎兒眼球發(fā)育不理想所致)。

另一項(xiàng)名為AHSMOG的研究則是針對成年人的。這項(xiàng)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)行了長達(dá)15年的追蹤,結(jié)果顯示,經(jīng)常暴露于臭氧環(huán)境下的男性,肺部出現(xiàn)了損害的癥狀,另外,肺癌的發(fā)病率和死亡率也與長期暴露在臭氧下有密切關(guān)系。

3、最危險的地方:飛機(jī)機(jī)艙

既然臭氧的危害這么大,那它的高發(fā)期是什么時候呢?

據(jù)中科院“有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”介紹,臭氧的時間性和季節(jié)性都很明顯。臭氧濃度在清晨是非常低的,8點(diǎn)之后,隨著形成臭氧的廢氣越來越多,日照時間越來越長,臭氧濃度也逐漸升高,于14點(diǎn)到16點(diǎn)之間達(dá)到峰值,之后再緩慢降低,到晚上8點(diǎn)后,臭氧濃度又恢復(fù)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“天時地利人和”:日照強(qiáng)、云量少、風(fēng)力弱。這就是看似風(fēng)和日麗的時候,人們游玩時卻會出現(xiàn)喉嚨眼鼻不適的原因。

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

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

根據(jù)美國環(huán)保署(EPA)的測試,室內(nèi)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(diào)系統(tǒng)的話,臭氧濃度就會更低。不過,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中放出的火花、靜電復(fù)印及電視機(jī)的工作過程,都會使空氣中的部分氧氣轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞?。所以機(jī)電房、靜電復(fù)印機(jī)房、計(jì)算機(jī)機(jī)房等都是臭氧高發(fā)地,反而要注意通風(fēng)。

還有一種“室內(nèi)”也是臭氧集中地——飛機(jī)座艙。機(jī)艙里的臭氧主要來自大氣環(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(jī)的飛行高度一般是7千米至12千米。

現(xiàn)代的大型客機(jī)都配備了除臭氧系統(tǒng),但還是無法把它們趕盡殺絕。加拿大方面曾經(jīng)測試過,波音飛機(jī)在飛行高度為11895米時,外界臭氧濃度為3.57mg/m3,飛機(jī)座艙臭氧濃度為0.29mg/m3。而根據(jù)美國聯(lián)邦航空局(FAA)資助的一項(xiàng)調(diào)查,波音747、727、737、DC10、DC9的座艙臭氧含量都比較高,遠(yuǎn)程飛機(jī)又比短途飛機(jī)的座艙臭氧含量高。這項(xiàng)調(diào)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(rèn)為,解決座艙臭氧問題的辦法很簡單,就是給飛機(jī)加裝臭氧轉(zhuǎn)化器。“遺憾的是,并不是所有航空公司都有這個意識,尤其是對于舊式和小型飛機(jī),航空公司更關(guān)心的是飛行安全問題。”

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(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。歐盟規(guī)定的臭氧“日最大8小時平均值”,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這個標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)不能多于25天。我國2012年新修改的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》也增加了關(guān)于臭氧的控制標(biāo)準(zhǔn):日最大8小時平均值為一級100微克/立方米,二級160微克/立方米。

不過,給全部人籠統(tǒng)地指定一個安全值是不可能的。“個人體質(zhì)、運(yùn)動頻率、待在室外時長,空氣中的其他污染物都會影響臭氧的危害程度,這正是讓研究部門頭疼的地方。”加州大學(xué)公共健康學(xué)院的杰瑞·馬丁教授解釋,“越來越多研究證明,即使臭氧濃度比較低,如果人體長時間暴露(6-8小時)的話,產(chǎn)生的危害同樣嚴(yán)重。而且,臭氧還會跟其他污染物聯(lián)合作業(yè),比如,臭氧會加強(qiáng)PM(可吸入顆粒物)對人體的危害,而PM也會加強(qiáng)臭氧的危害性。”

“與其說臭氧污染,不如稱之光化學(xué)污染。汽車、工廠等污染源排入大氣的揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在強(qiáng)烈的陽光紫外線照射下,吸收太陽光的能量,使原有的化學(xué)鏈遭到破壞,發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),生成臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物稱之為光化學(xué)煙霧。臭氧是光化學(xué)煙霧的主要成分。人們在監(jiān)測這些污染物時,臭氧濃度也是最主要的指標(biāo)。”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(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)

臭氧污染是一個國際性話題。美國洛杉磯經(jīng)過幾十年治理,情況大有好轉(zhuǎn),但每年仍有幾天臭氧超標(biāo)。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,對臭氧的監(jiān)測也不是件容易事。太原市環(huán)境監(jiān)測中心站站長溫彥平說,揮發(fā)性有機(jī)化合物是臭氧的重要前體物之一。但現(xiàn)在剛啟動監(jiān)測工作,對其來源、排放量等尚處于研究分析和調(diào)查研究階段,對其控制也處于國家無標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)不成熟、企業(yè)靠自覺的狀況。

此外,臭氧監(jiān)測不像二氧化硫那樣有標(biāo)準(zhǔn)氣體,可以方便地檢驗(yàn)監(jiān)測設(shè)備的誤差,只能拿著設(shè)備跑到上海等城市“用設(shè)備來檢測設(shè)備”,以至于影響對臭氧的監(jiān)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,臭氧的形成機(jī)理是非線性過程。治理臭氧需先治理前體物,即揮發(fā)性有機(jī)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才會有效地減少大氣臭氧濃度,而目前這個比例還不好拿捏。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《大氣污染防治行動計(jì)劃》明確提出,要“加強(qiáng)灰霾、臭氧的形成機(jī)理、來源解析、遷移規(guī)律和監(jiān)測預(yù)警等研究,為污染治理提供科學(xué)支撐”。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)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(yīng)在加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究和頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,采取綜合治理措施。

環(huán)保專家表示,臭氧防控首先需要頂層設(shè)計(jì)。中國環(huán)境科學(xué)研究院副院長柴發(fā)合等人認(rèn)為,應(yīng)將臭氧前體物納入國家減排指標(biāo),制定針對揮發(fā)性有機(jī)化合物、氮氧化合物的總量控制規(guī)劃。柴發(fā)合說,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(yīng)該結(jié)合起來,綜合考慮,不能“頭疼醫(yī)頭,腳疼醫(yī)腳”。此外,鑒于臭氧污染是一種光化學(xué)污染,氣溫高時污染加劇,因而在考慮全球變暖問題時也要加入臭氧的考量。

王躍思還建議實(shí)行區(qū)域大面積綜合治理。臭氧前體物是流動性很強(qiáng)的物質(zhì),一個地區(qū)產(chǎn)生的氮氧化合物可能本地人感覺不到,反而飄到其他地方形成臭氧。單個城市治理臭氧效果不會太明顯,應(yīng)在華北五省、長三角、珠三角等臭氧污染嚴(yán)重的地區(qū)建立區(qū)域防控機(jī)制。

柴發(fā)合說,臭氧前體物在不同地方比例不同,即便在同一個城市,城區(qū)與郊區(qū)的比例也有差別。各地要把不同地方的臭氧形成機(jī)制搞清楚,通過監(jiān)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)保部門與科研機(jī)構(gòu)的通力合作。

專家還認(rèn)為,從技術(shù)層面上說,治理臭氧前體物的重點(diǎn)應(yīng)放在“車、油、路、廠”四個方面:提升汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),改善汽車尾氣裝置,減少排放；提升燃油質(zhì)量；同時,逐步實(shí)現(xiàn)公交車、出租車改用燃?xì)?；治理交通擁堵；淘汰落后產(chǎn)能,控制燃煤電廠、水泥、涂料、油墨印刷廠等企業(yè)排放的氮氧化合物、揮發(fā)物。

頂層設(shè)計(jì)不意味和普羅大眾無關(guān),做好每個人可以做到的一點(diǎn)點(diǎn)事,保護(hù)好自己和家人的健康。人類社會發(fā)展永遠(yuǎn)是在螺旋曲線中上升,只要不逃避,不放棄,辦法總比問題多。