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中科院專家稱中國城市臭氧污染嚴重 危害超PM2.5

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5月初,香港環保署公佈了一份與廣東省環保廳聯合調查的《粵港珠江三角洲區域空氣監控網絡2011年監測結果報告》。2006年至2011年,珠三角區域整體空氣質量逐步改善,6年間監控網絡錄得的二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物的年平均濃度分別下降了49%、13%及14%,但臭氧濃度則上升了21%,成爲唯一上升的大氣污染物指標。

中科院專家稱中國城市臭氧污染嚴重 危害超PM2.5

一個月前,在廣州的中科院“有機地球化學國家重點實驗室”,一位不願署名的研究員曾告訴《南都週刊(微博)》記者,相比PM2.5,現在他們最擔心的正是臭氧污染。

數據也驗證了專家的憂慮。根據廣東省環保廳的“珠三角空氣品質網絡”數據,5月12日14時,珠三角17個監測站點有6個站點的AQ1空氣質量指數超過標準,其中有4個點在廣州,首要污染物全都是臭氧;而來自北京市環保監測中心“空氣質量實時發佈”網站的信息,5月11日北京測得的臭氧實時濃度8小時均值爲121微克/立方米,也超過了國家一級標準規定的100微克/立方米。

如果超過100微克/立方米,美國環保署的建議是,那些活躍的戶外活動者和呼吸道疾病人羣應避免戶外活動。

生物體殺手

“臭氧”加上“空氣污染”,與“臭氧層空洞”和“紫外線輻射”有什麼關係?我們總是聽說各種關於臭氧層被破壞的嚴重後果,爲什麼城市裏臭氧多了反而也說污染呢?

臭氧,跟氧氣是親兄弟,但每個分子比氧氣多了一個氧原子,所以有極強的氧化作用。在常溫常壓下無色,有特殊臭味,因此得名。

這種氣體,主要存在於兩個地方:距離地球表面10-50千米的臭氧層,在這裏,它們會吸收對人體有害的短波紫外線,保護地球上的生物;我們生活着的地表附近,在這裏遊蕩的臭氧,則一下子翻臉成地球的危害者,對植被和人類都沒有好處。

地表附近的臭氧,跟幾十千米高空外的臭氧層其實沒有太大關係,它主要是人類活動和工業化的產物。

走在車水馬龍的大街上,我們有時會覺得空氣帶着淺棕色,還伴隨着辛辣刺激的味道,這就是通常所說的光化學煙霧,臭氧則是裏面最主要的成分之一。汽車尾氣、工廠排放的煙霧中有着大量的氮氧化物和揮發性有機化合物,它們跟空氣中的氧氣結合後,在陽光輻射和溫度的催化下,便形成了臭氧。

臭氧幾乎能與任何生物組織反應,對呼吸道的破壞性很強。根據加拿大職業健康與安全中心(CCOHS)的介紹,“臭氧會刺激和損害鼻粘膜和呼吸道,使呼吸道上皮細胞脂質在過氧化過程中的花生四烯酸(一種人體必需的多不飽和脂肪酸)增多,進而引起上呼吸道的炎症病變。這種刺激,輕則引發胸悶咳嗽、咽喉腫痛,重則引發哮喘,導致上呼吸道疾病惡化,還可能導致肺功能減弱、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;當臭氧濃度在200微克/立方米以上時,會損害中樞神經系統,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。美國斯克利普斯應用科學研究所的保羅·溫特沃斯教授曾經做過研究,發現臭氧會破壞人體的免疫機能,誘發淋巴細胞染色體畸變,損害某些酶的活性和產生溶血反應。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(也叫先天性小眼症,一般是懷孕三個月時胎兒眼球發育不理想所致)。

哪怕對植物來說,臭氧也不是什麼受歡迎的好東西。西班牙瓦倫西亞大學的生物學家在2006年發表了一篇論文,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,對光合作用產生影響,從而降低農作物的產量。

室內比室外污染小

既然臭氧的危害這麼大,那它的高發期是什麼時候呢?

據中科院“有機地球化學國家重點實驗室”介紹,臭氧的時間性和季節性都很明顯。臭氧濃度在清晨是非常低的,8點之後,隨着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,於14點到16點之間達到峯值,之後再緩慢降低,到晚上8點後,臭氧濃度又恢復了最低狀態。

根據廣東省環保廳公佈的2011年數據,一整年中,臭氧濃度的最高峯集中在4月、5月、9月和10月。這段期間,對臭氧的形成可謂是“天時地利人和”:日照強、雲量少、風力弱。這就是看似風和日麗的五一假期,人們遊玩時卻會出現喉嚨眼鼻不適的原因。

在地區分佈上,城市郊區、風景區的臭氧濃度往往比市中心高,特別是當郊區處於城區下風向的時候。對此,廣東省環保廳做出瞭解釋:由於臭氧特別活潑,形成後會繼續與其他污染物發生反應,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後,又隨風飄向郊區,重新變回臭氧。也就是說,就算市區測出的臭氧濃度值比郊區理想,也沒什麼好驕傲的,這多半說明市區的其他污染物太多,暫時把臭氧變異了而已。

市區也污染,郊區風景區也躲不開,那還能待在哪兒?世衛組織(WHO)的建議是:“儘量別在臭氧高發期待在室外。”

根據美國環保署(EPA)的測試,室內的臭氧濃度一般都比室外低50%,如果房間密封良好,採用了空調系統的話,臭氧濃度就會更低。不過,電機運轉中放出的火花、靜電複印及電視機的工作過程,都會使空氣中的部分氧氣轉變爲臭氧。所以機電房、靜電覆印機房、計算機機房等都是臭氧高發地,反而要注意通風。

還有一種“室內”也是臭氧集中地—飛機座艙。機艙裏的臭氧主要來自大氣環境,臭氧層主要分佈在高空10千米至50千米的大氣層中,而民航飛機的飛行高度一般是7千米至12千米。

現代的大型客機都配備了除臭氧系統,但還是無法把它們趕盡殺絕。加拿大方面曾經測試過,波音飛機在飛行高度爲11895米時,外界臭氧濃度爲3.57mg/m3,飛機座艙臭氧濃度爲0.29mg/m3。而根據美國聯邦航空局(FAA)資助的一項調查,波音747、727、737、DC10、DC9的座艙臭氧含量都比較高,遠程飛機又比短途飛機的座艙臭氧含量高。這項調查的帶頭人是加州大學的環境工程學家威廉·納扎羅夫。他認爲,解決座艙臭氧問題的辦法很簡單,就是給飛機加裝臭氧轉化器。

“遺憾的是,並不是所有飛機有這個意識,尤其是舊式和小型的飛機,它們更關心的是飛行的安全問題。”

5月初,香港環保署公佈了一份與廣東省環保廳聯合調查的《粵港珠江三角洲區域空氣監控網絡2011年監測結果報告》。2006年至2011年,珠三角區域整體空氣質量逐步改善,6年間監控網絡錄得的二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物的年平均濃度分別下降了49%、13%及14%,但臭氧濃度則上升了21%,成爲唯一上升的大氣污染物指標。

一個月前,在廣州的中科院“有機地球化學國家重點實驗室”,一位不願署名的研究員曾告訴《南都週刊(微博)》記者,相比PM2.5,現在他們最擔心的正是臭氧污染。

數據也驗證了專家的憂慮。根據廣東省環保廳的“珠三角空氣品質網絡”數據,5月12日14時,珠三角17個監測站點有6個站點的AQ1空氣質量指數超過標準,其中有4個點在廣州,首要污染物全都是臭氧;而來自北京市環保監測中心“空氣質量實時發佈”網站的信息,5月11日北京測得的臭氧實時濃度8小時均值爲121微克/立方米,也超過了國家一級標準規定的100微克/立方米。

如果超過100微克/立方米,美國環保署的建議是,那些活躍的戶外活動者和呼吸道疾病人羣應避免戶外活動。

生物體殺手

“臭氧”加上“空氣污染”,與“臭氧層空洞”和“紫外線輻射”有什麼關係?我們總是聽說各種關於臭氧層被破壞的嚴重後果,爲什麼城市裏臭氧多了反而也說污染呢?

臭氧,跟氧氣是親兄弟,但每個分子比氧氣多了一個氧原子,所以有極強的氧化作用。在常溫常壓下無色,有特殊臭味,因此得名。

這種氣體,主要存在於兩個地方:距離地球表面10-50千米的臭氧層,在這裏,它們會吸收對人體有害的短波紫外線,保護地球上的生物;我們生活着的地表附近,在這裏遊蕩的臭氧,則一下子翻臉成地球的危害者,對植被和人類都沒有好處。

地表附近的臭氧,跟幾十千米高空外的臭氧層其實沒有太大關係,它主要是人類活動和工業化的產物。

走在車水馬龍的大街上,我們有時會覺得空氣帶着淺棕色,還伴隨着辛辣刺激的味道,這就是通常所說的光化學煙霧,臭氧則是裏面最主要的成分之一。汽車尾氣、工廠排放的煙霧中有着大量的氮氧化物和揮發性有機化合物,它們跟空氣中的氧氣結合後,在陽光輻射和溫度的催化下,便形成了臭氧。

臭氧幾乎能與任何生物組織反應,對呼吸道的破壞性很強。根據加拿大職業健康與安全中心(CCOHS)的介紹,“臭氧會刺激和損害鼻粘膜和呼吸道,使呼吸道上皮細胞脂質在過氧化過程中的花生四烯酸(一種人體必需的多不飽和脂肪酸)增多,進而引起上呼吸道的炎症病變。這種刺激,輕則引發胸悶咳嗽、咽喉腫痛,重則引發哮喘,導致上呼吸道疾病惡化,還可能導致肺功能減弱、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;當臭氧濃度在200微克/立方米以上時,會損害中樞神經系統,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。美國斯克利普斯應用科學研究所的保羅·溫特沃斯教授曾經做過研究,發現臭氧會破壞人體的免疫機能,誘發淋巴細胞染色體畸變,損害某些酶的活性和產生溶血反應。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(也叫先天性小眼症,一般是懷孕三個月時胎兒眼球發育不理想所致)。

哪怕對植物來說,臭氧也不是什麼受歡迎的好東西。西班牙瓦倫西亞大學的生物學家在2006年發表了一篇論文,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,對光合作用產生影響,從而降低農作物的產量。

室內比室外污染小

既然臭氧的危害這麼大,那它的高發期是什麼時候呢?

據中科院“有機地球化學國家重點實驗室”介紹,臭氧的時間性和季節性都很明顯。臭氧濃度在清晨是非常低的,8點之後,隨着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,於14點到16點之間達到峯值,之後再緩慢降低,到晚上8點後,臭氧濃度又恢復了最低狀態。

根據廣東省環保廳公佈的2011年數據,一整年中,臭氧濃度的最高峯集中在4月、5月、9月和10月。這段期間,對臭氧的形成可謂是“天時地利人和”:日照強、雲量少、風力弱。這就是看似風和日麗的五一假期,人們遊玩時卻會出現喉嚨眼鼻不適的原因。

在地區分佈上,城市郊區、風景區的臭氧濃度往往比市中心高,特別是當郊區處於城區下風向的時候。對此,廣東省環保廳做出瞭解釋:由於臭氧特別活潑,形成後會繼續與其他污染物發生反應,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後,又隨風飄向郊區,重新變回臭氧。也就是說,就算市區測出的臭氧濃度值比郊區理想,也沒什麼好驕傲的,這多半說明市區的其他污染物太多,暫時把臭氧變異了而已。

市區也污染,郊區風景區也躲不開,那還能待在哪兒?世衛組織(WHO)的建議是:“儘量別在臭氧高發期待在室外。”

根據美國環保署(EPA)的測試,室內的臭氧濃度一般都比室外低50%,如果房間密封良好,採用了空調系統的話,臭氧濃度就會更低。不過,電機運轉中放出的火花、靜電覆印及電視機的工作過程,都會使空氣中的部分氧氣轉變爲臭氧。所以機電房、靜電覆印機房、計算機機房等都是臭氧高發地,反而要注意通風。

還有一種“室內”也是臭氧集中地—飛機座艙。機艙裏的臭氧主要來自大氣環境,臭氧層主要分佈在高空10千米至50千米的大氣層中,而民航飛機的飛行高度一般是7千米至12千米。

現代的大型客機都配備了除臭氧系統,但還是無法把它們趕盡殺絕。加拿大方面曾經測試過,波音飛機在飛行高度爲11895米時,外界臭氧濃度爲3.57mg/m3,飛機座艙臭氧濃度爲0.29mg/m3。而根據美國聯邦航空局(FAA)資助的一項調查,波音747、727、737、DC10、DC9的座艙臭氧含量都比較高,遠程飛機又比短途飛機的座艙臭氧含量高。這項調查的帶頭人是加州大學的環境工程學家威廉·納扎羅夫。他認爲,解決座艙臭氧問題的辦法很簡單,就是給飛機加裝臭氧轉化器。

“遺憾的是,並不是所有飛機有這個意識,尤其是舊式和小型的飛機,它們更關心的是飛行的安全問題。”

最危險的人羣

由於臭氧的比重約爲空氣的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。

美國南加州的科學家曾經對3535名10到16歲的孩子做過5年的追蹤調查,發現在臭氧濃度高的地區(年平均濃度介於112至138μg/m3),經常玩三四種運動的孩子,哮喘發病率比不做運動的孩子高出一倍。特別是出生時體重較輕的孩子或是早產兒,受臭氧影響的機率更大。

另一項名爲AHSMOG的研究則是針對成年人的。這項始於1977年的研究,對3091名27-87歲的成年非吸菸的美國人進行了長達15年的追蹤,結果顯示,經常暴露於臭氧環境下的男性,肺部出現了損害的症狀,另外,肺癌的發病率和死亡率也與長期暴露在臭氧下有密切關係。

由於臭氧的危害日益明顯,國際上對於臭氧的安全標準越來越嚴格。歐盟規定的臭氧“日最大8小時平均值”,在過去4年中從80nmol/mol降到了75nmol/mol,又於2010年下降到了60nmol/mol(約等於120微克/立方米),而且一年中平均值超過這個標準的天數不能多於25天。我國2012年新修改的《環境空氣質量標準》也增加了關於臭氧的控制標準:日最大8小時平均值爲一級100微克/立方米,二級160微克/立方米。

不過,給全部人籠統地指定一個安全值是不可能的。“個人體質、運動頻率、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。”加州大學公共健康學院的傑瑞·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,產生的危害同樣嚴重。而且,臭氧還會跟其他污染物聯合作業,比如,臭氧會加強PM(可吸入顆粒物)對人體的危害,而PM也會加強臭氧的危害性。”

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