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别被潜在危害打个冷不防

更新时间:2014-07-21 09:53 来源:中国环境报 作者: 阅读:1665 网友评论0
在北京,关注空气质量预报的市民会发现,5月中旬以来,北京市大气中的首要污染物经常是臭氧,而非PM2.5,特别是在晴朗酷热的午后,首要污染物几乎都是臭氧。很多人疑惑,在难得一见的万里无云晴好天气下,怎么还会出现空气污染? 在人们的印象里,秋冬季节会经常出现大气污染,空气质量通常比较差。但专家提醒,夏季即使晴朗天气、天高云淡,也可能出现大气污染,需要警惕的主要污染物是低空臭氧,以及臭氧与细颗粒物复合型污染带来的人体健康危害。

关注一:夏季臭氧缘何易超标? 夏季持续高温和强日照天气有利于大气光化学反应,近地面臭氧大部分由氮氧化物和挥发性有机物等在高温、强光照条件下发生光化学反应生成。因此,夏季臭氧浓度易随着气温上升而升高。 环境保护部发布的重点区域和74个城市空气质量状况显示,5月份,74个城市空气质量超标天数中,以臭氧为首要污染物的天数,占超标天数的31.7%。其中,京津冀地区13个城市空气质量平均超标天数中以PM10为首要污染物的天数最多,占超标天数的43.5%,其次是臭氧和PM2.5,分别占32.7%和23.8%;长三角地区25个城市空气质量超标天数中以PM2.5为首要污染物的天数最多,占超标天数的44.0%,其次是臭氧,占41.4%;珠三角地区9个城市空气质量超标天数以臭氧为首要污染物的天数最多,占超标天数的70.0%。 而6月份,74个城市主要污染物为臭氧,其次为PM2.5。与5月份相比,6项监测指标中,京津冀区域13个城市,臭氧日最大8小时值平均超标率上升8.4个百分点;长三角区域25个城市,臭氧日最大8小时值平均超标率下降1.1个百分点;珠三角区域9个城市,臭氧日最大8小时值平均超标率上升13.1个百分点。 人们不禁要问:夏季为何臭氧浓度容易超标? 臭氧(O3)是氧气(O2)的同素异形体,在常温下,它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧是天然大气中的重要微量组分之一,也是重要的大气氧化剂,在地球大气化学中起着非常重要的作用。 据北京师范大学大气环境研究中心主任田贺忠教授介绍,通常可将大气层中的臭氧分为对流层近地面臭氧和平流层臭氧两部分,它们对生活在地球表面的人类和动植物具有不同的作用和影响。平流层集中了大气中约90%的臭氧;对流层臭氧仅占10%左右,其含量高低与所处的经纬度范围、城市还是乡村,以及地形和气象条件等密切相关。 平流层臭氧可有效吸收太阳紫外辐射,是对地球表面生活的人类和动植物有益的紫外屏障,是人类需要保护的大气臭氧层。平流层臭氧含量减少或臭氧层变薄,吸收太阳紫外辐射的能力减弱,会促使到达地球表面的紫外辐射强度显著增强,导致人类皮肤癌发病率增高,影响动植物生长,并对材料和建筑物等产生不良影响,从而对人类健康和生态环境带来危害。 “近地面的臭氧,除了平流层输入,大部分是由人为源排放的氮氧化物和挥发性有机物等在高温、强光照条件下发生光化学反应二次转化形成的。”田贺忠告诉记者,其中,氮氧化物主要来自机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等高温燃烧或工艺过程排放;挥发性有机物主要来自机动车、石化工业排放和有机溶剂挥发等。 臭氧污染带有明显的季节性特点,一般5月~9月浓度比较高。盛夏季节,空气扩散条件比较好,是一年中PM2.5浓度相对较低的季节,人们常常可以看到蓝天白云的艳阳天,但夏季恰恰是臭氧超标最明显的季节。强烈的太阳辐射和较高的温度是造成光化学烟雾和二次臭氧生成的主要原因,因为持续高温和强日照天气有利于大气光化学反应,从而生成地面臭氧和乙酰硝酸酯等强氧化剂。因此,夏季,臭氧也会随着气温的上升而增多。 如果地面风速较低、混合层高度较低,还会导致地面臭氧不断累积。同时,大气中的气态污染物也可能在这种强氧化环境中生成二次气溶胶,进一步加重PM2.5污染,呈现出地面臭氧和PM2.5复合型污染的特征。 关注二:臭氧超标有哪些危害? 某些情况下臭氧的危害甚至较PM2.5有过之而无不及,当臭氧被吸入呼吸道时,就会与细胞、流体和组织很快发生反应,导致肺功能减弱和组织损伤,较高浓度臭氧会引发胸痛、恶心、疲乏等症状。 夏季可能出现的大气污染主要有低空臭氧污染,以及由臭氧和细颗粒物形成的复合型污染两种。那么,臭氧浓度超标,会对人体健康造成哪些危害? 田贺忠表示,空气中的臭氧浓度升高,会产生一系列不利于人体和动植物健康的负面影响。在地球近地面对流层大气中,臭氧是光化学烟雾生成的主要二次大气污染物成分之一,对人和动物的眼睛和呼吸道有强烈刺激作用,对人和动物的肺功能也有影响,还会损伤植物叶片。 “臭氧是一种强氧化剂,当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快发生反应,导致肺功能减弱和组织损伤,症状主要有咳嗽、呼吸短促、鼻咽刺激,甚至在呼吸时有不适或痛感。”田贺忠特别强调,较高浓度的臭氧会损伤儿童的肺功能,引发胸痛、恶心、疲乏等症状;如果孕妇在怀孕期间接触臭氧,宝宝也会受到不良影响。 不仅如此,光化学烟雾还能造成家畜患病,妨碍农作物及植物的生长,使橡胶制品老化、材料和建筑物受腐蚀而损坏。另外,光化学烟雾还使大气浑浊,降低大气能见度,影响汽车、飞机安全运行,造成交通事故增多、影响飞机正常起降等。 上世纪50年代,美国发生过著名的洛杉矶光化学烟雾事件,臭氧就是元凶之一。高浓度大气臭氧导致了严重的人体健康危害。据报道,1955年当地因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上老人达400多人;许多人出现眼睛痛、头痛、呼吸困难等症状。直到20世纪70年代,洛杉矶市还被称为“美国的烟雾城”。 专家甚至表示,某些情况下臭氧的危害较PM2.5有过之而无不及。可见,臭氧超标的危害甚大。那么,长期暴露于臭氧环境下,又会产生怎样的健康危害呢?对此,田贺忠遗憾地表示,目前人类对于在臭氧大气浓度下暴露的长期效应还不是十分清楚。 据了解,欧美等发达国家更早开展了臭氧对健康影响的研究,目前我国的臭氧浓度标准,主要参考了欧美国家的标准。 田贺忠提醒,在夏季,臭氧污染出现时间段主要在午后至傍晚,一般情况下,室外比室内浓度更高,下风向比上风向浓度高。如果臭氧浓度较高,尤其是阳光照射比较充足的时段,建议尽量减少户外活动。 ■相关链接 为何增加臭氧8小时浓度监测? 在新的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中,增设了臭氧8小时平均浓度限值。由于目前世界各国主要关注臭氧的短期急性健康效应,新国标中臭氧只规定了8小时平均浓度限值和1小时平均浓度限值。 目前,在已经开始实施新《环境空气质量标准》的城市,要求环保部门每小时都进行臭氧监测,并实时发布数据;而在空气质量日报中,则报告臭氧8小时浓度值,即以一天中最大的连续8小时臭氧浓度均值,作为评价这一天臭氧污染水平的标准。 新国标为何既要求监测“臭氧1小时浓度”,又要求监测“臭氧8小时浓度”? 据了解,上世纪研究发现,1小时~3小时短期急性暴露在较高浓度水平的臭氧中会影响人体健康,为此发达国家制定了1小时浓度标准。但随后科学家又研究发现,在低浓度水平的臭氧中暴露6小时~8小时仍然会影响人体健康,而且与1小时暴露相比,较低浓度水平8小时暴露对健康的影响更直接。因此,上世纪90年代后期,国际上的臭氧环境空气质量基准逐渐发展为8小时浓度值。 ■专家建议 如何控制臭氧污染? □专家简介 田贺忠北京师范大学大气环境研究中心主任、环境学院水气环境模拟研究所所长。长期从事能源利用与大气污染控制技术、中国典型大气污染物排放清单、区域大气环境质量模拟分析、有毒有害重金属元素(汞、铅、砷、锑等)排放迁移转化,以及环境与健康影响等方面的研究工作。 控制大气臭氧是现代城市保障环境空气质量和公众健康福利的重要措施之一。作为最早发生光化学烟雾污染的城市,美国洛杉矶市经过几十年努力,采取了最严格的控制措施,但至今臭氧污染控制效果还是不能令人满意。 臭氧污染已经成为我国大气环境治理新挑战。专家表示,我国现阶段空气治理重点为PM2.5,臭氧或将成为下一阶段防治重点。 从环保部门监测数据来看,北京、上海、广州等特大城市,以及其他经济快速发展的区域,近些年,臭氧平均浓度、最大浓度、超标频率及高值持续有逐年增加的趋势。田贺忠认为,这表明大气的氧化性有增强发展的趋势,同时也促进了二次细颗粒物的生成,表现为区域性的灰霾和光化学烟雾复合污染。 针对日益凸显的臭氧污染,我国从2013年1月1日起,在74个开始实施新《环境空气质量标准》的城市中,率先增加了细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO)3项空气质量监测项目。其中,新国标关于臭氧的控制标准为:臭氧8小时浓度日平均值一级为100微克/立方米,二级为160微克/立方米。 纳入标准,开展监测,这只是臭氧污染防治的第一步。由于臭氧是典型的二次污染物,控制其前体物排放就成为治理的关键。臭氧的前体物主要是氮氧化物和挥发性有机污染物,而这两种污染物同样也是二次细颗粒物PM2.5的前体物。因此,有效控制这两项前体物的排放不仅对控制臭氧污染非常重要,对防治PM2.5同样重要。此外,臭氧的产生与地区性的交通运输、石化行业和燃煤锅炉等工业生产污染源的排放特征,以及地形和气象条件也密切相关。 田贺忠表示,若要实施有效的区域近地面臭氧和光化学烟雾污染控制,首先必须了解一个城市或区域臭氧生成究竟是由哪些污染物造成的,而且由于臭氧生成浓度随前体物浓度变化的非线性机制,需要了解臭氧生成是处于氮氧化物控制阶段还是挥发性有机物控制阶段。 他介绍说,大量研究表明,除了燃煤锅炉等固定排放源外,低空排放的城市机动车尾气对城市大气臭氧浓度升高有显著影响。因此,世界各国大城市均采取控制城市机动车尾气排放、大力发展公共轨道交通等措施,以防治区域光化学烟雾发生和近地面臭氧浓度超标。 需要特别指出的是,目前相关部门及公众注意力均集中在PM2.5防治上,夏季的臭氧污染极易被忽视。有专家建议,应尽快开展相关研究,了解臭氧发生机制,明确臭氧前体物污染来源清单,有效控制氮氧化物及挥发性有机物等臭氧前体物的排放,掌握其在大气中的比例和光化学烟雾的生成机制,以减少臭氧的生成并降低其对公众健康和生态环境的危害。  

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