欢迎进入郑州市气象局!
当前位置: 气象科普 >> 科技信息 >> 正文

我国臭氧污染加剧 碧空如洗仍有隐忧

时间:2016-11-22 来源: 作者:


晴朗少云、天蓝如洗,这种“明媚”的天气或许让不少人对空气污染放松了警惕。近日,国际环保组织亚洲清洁空气中心发布《大气中国2016:中国大气污染防治进程》报告称,根据政府公开数据分析,除PM2.5外,公众难以觉察的臭氧污染,正存在加剧趋势,并日益影响生活。

什么是臭氧污染?
  臭氧(O3),是氧气(O2)的同素异形体。在常温常压下,为淡蓝色气体,微量时有“清新”味,浓度高时味道呛鼻。在常温常压状态下,臭氧稳定性较差,可自行分解为氧气。
  事实上,简单将“臭氧”与“污染”划等号并不科学。比如,雷雨之后,空气会变得清新,甚至能闻到青草的味道,这是因为少部分氧气在遭雷击后转变为臭氧,而臭氧具有很强的消毒及灭菌功能;地球上绝大多数臭氧处于距地面25公里左右的平流层,它们吸收掉了太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害的紫外线辐射,成为地球的重要屏障。
  不过,如果近地面的臭氧浓度过高,则会对人类及生态环境造成危害。根据我国空气质量监测标准,臭氧1小时平均浓度超过200微克/立方米,即为超标;某一日臭氧的最大8小时滑动平均值超过160微克/立方米时,当日即为臭氧污染。
  中国气象局环境气象中心工程师吕梦瑶表示,臭氧作为一种强氧化剂,人体大量吸入后,会导致咽喉肿痛、胸闷咳嗽,严重时会引发支气管炎、肺气肿;臭氧会刺激人的神经系统,造成头晕头疼、视力下降、记忆力衰退;臭氧还会破坏人体的免疫功能,诱发淋巴细胞染色体病变,加速衰老,致使孕妇生出畸形儿。而与臭氧污染相伴而生的其他光化学污染物,对人体的伤害也非常大。
  值得一提的是,臭氧会将空气中的二氧化硫、氮氧化物等气态污染物转化成硫酸盐、硝酸盐等细颗粒物,这恰恰是PM2.5的组成成分。
  此外,近地面臭氧浓度超标导致的光化学烟雾会引发酸雨,危害动植物生存、生长;土壤如果吸收大量臭氧,会抑制植物生长,给农业生产带来重大损失。

臭氧污染因何产生?
  “在天是佛,在地是魔”,臭氧的“角色”经历了从“地球卫士”到“隐形杀手”的转变。那么,近地面的臭氧污染又是从何而来的?
  吕梦瑶表示,近地面的臭氧,一部分来自于高空臭氧层的流入,另一部分来自于土壤、闪电、生物排放等,而更大一部分则与燃煤、机动车尾气、石油化工等排放污染物有关。
  “与其说臭氧污染,不如称之为‘光化学污染’。汽车、工厂、餐饮油烟等污染源排入大气的挥发性有机污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在强烈的阳光紫外线照射下,吸收太阳光的能量,使原有的化学链遭到破坏,发生光化学反应,生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物被称为光化学烟雾。臭氧是光化学烟雾的主要成分。”吕梦瑶告诉记者。
  正因为如此,臭氧浓度也是人们监测光化学污染时最主要的参考指标。
  气象条件与光化学烟雾的产生关系密切。高温、强辐射会加速光化学反应,导致大量臭氧出现;稳定的大气层结、小风也会导致臭氧在局地累积。因此,光化学烟雾一般出现在晴朗少云的春末及夏秋季节。
  此外,光化学烟雾随盛行风流动,污染物容易堆积在下风向。有研究指出,在城市工业区下风向150公里外的农村地区,可以检测到相当严重的臭氧污染。
  降雨利于清除臭氧等污染物,因而我国臭氧污染日出现规律与雨带移动位置有关——雨带移走,臭氧浓度就会上升。4月份开始,华北南部、黄淮、江淮等地臭氧浓度超标日数开始增加;5月份随着华南雨季开始,辐射减弱,珠三角的臭氧超标日数减少,但是华北南部、黄淮、江淮等地臭氧浓度超标日数呈增加趋势;6月至7月,江淮、江南地区梅雨季节,辐射减少,臭氧超标日数减少,但是在华北地区呈增加趋势。

污染是否正在加重?
  来自环保部门的数据显示,2015年,我国74个重点城市臭氧年均浓度继续上升,上升比例为3.4%;达标城市比例继续下降,下降比例为5.4%。在京津冀地区,臭氧成为首要污染物的天数已超过PM10,仅次于PM2.5;在长三角地区,臭氧成为唯一不降反升的污染物。以华北地区为例,今年4月和5月,一些站点曾测得臭氧1小时平均浓度达350微克/立方米甚至更高。
  “根据对环保和气象观测资料的融合分析,2016年上半年,全国地面臭氧平均浓度为89.8微克/立方米,比2013年同期升高12.1%,比2015年同期升高8.2%。相对高值区域分布在东北地区中南部、华北、黄淮、江淮、江汉、西北地区东部。相对于2013年同期,中东部大部地区明显升高,其中河北中部、河南中部、甘肃中部升幅超过25微克/立方米。”吕梦瑶说。
  具体来看,2016年上半年,京津冀地区地面臭氧平均浓度为100.4微克/立方米,比2013年同期升高18.8%,比2015年同期升高8.9%;长三角2016年上半年平均浓度为93.2微克/立方米,比2013年同期升高3.2%,比2015年同期升高6.5%。但珠三角2016年上半年平均浓度为72.9微克/立方米,比2013年同期降低5.1%,比2015年同期降低4.5%。
  吕梦瑶分析,臭氧污染之所以加剧,根本上在于氮氧化物排放量增大,其中,工业污染及汽车尾气排放是主要人为原因。从气象条件上看,臭氧污染加重也与近年来气温及地面辐射逐年增加有关。
  “说臭氧污染未来会比雾-霾影响更大还言之过早。”吕梦瑶认为,我国与西方国家工业化进程不同,大气污染类型也有区别,从目前看,PM2.5等依然是我国最主要大气污染物。此外,我国对于臭氧污染的研究及防控尚处起步阶段,可参考的长期监测资料不足,预测臭氧污染发展趋势需要更严谨判断。