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晴空下看不見的健康殺手:臭氧污染堪比霧霾

格圖在線 格圖在線 admin 2015-07-31 09:23 |
出品:科普中國
科普中國是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌
作者:中國科學院大氣物理研究所 李汀@大臉撐在小胸上
監制:中國科學院計算機網絡信息中心
我家小區里有位大爺,像所有上了年紀的老人一樣,特別關注身體健康問題。
這幾年霧霾成為關鍵詞,大爺也沒少學習,PM2.5 已經成為他生活中的重點關注與防御對象。
為了避免“官方數據造假”,他還特意買了一個便攜式PM2.5 監測儀,每天隨身帶著,到哪兒都掏出來測測,隨時隨地向小區人民發布PM2.5 數據,提醒大家:“上100 了啊!快戴口罩!”“上200 了啊!快回家關窗戶別出來瞎轉悠啦!”“上300 了啊!沒救了沒救了!”……
前幾天一個陽光燦爛的下午,我遇上他,一身運動裝束,看樣子又要去戶外“健步走”,老遠就跟我打招呼:“今兒PM2.5 還不到40!又是一個好天兒!此時不鍛煉更待何時!”
我說:“大爺快別逗了,今天中度污染,您還是快打道回府吧!”
他說:“不能夠!我剛測的!不信你看!”說著就掏出監測儀,戴上老花鏡指給我:“看看看,33.2,歐洲水平!”

我說:“數據咱也有啊,您來看,今天是大面積空氣污染!”
只見標有監測值的地圖上,半壁江山一片紅,華北和長三角基本都淪陷了,個別地方紅得發紫,珠三角也狀況不佳。

【7 月13 日下午我國部分地區的臭氧濃度分布單位:μg/m3】
大爺大驚失色:“難道我這機器壞了?”
我說:“應該不是機器的問題,因為今天PM2.5 的監測值的確都挺低的,您看,全國一片綠——當然我說的不是股市/(ㄒ o ㄒ)/~~”

7 月13 日下午我國部分地區的PM2.5 濃度分布單位:μg/m3】
大爺瞬間就懵圈兒了——PM2.5 數值這么低,空氣卻還是中度污染?這個世界到底腫么了!
哎,我給大爺看得第一個圖是臭氧監測圖,這就是一直以來被公眾所忽略的——臭氧污染!
我國以前衡量空氣質量,用的是API(Air Pollution Index:空氣污染指數),只衡量3 種大氣污染物:SO2、NO2 和PM10。現在改成了AQI(Air QuantityIndex:空氣質量指數),一共要衡量6 種大氣污染物,除了上面3 種以外,又增加了3 種大氣污物:PM2.5、O3(臭氧)、CO。


【PM2.5 已經臭名昭著,無需多說,那為什么要把臭氧也加進來呢?
1. 被忽略的臭氧污染
臭氧雖然來無影去無蹤,但它對人體健康的損害依然不容忽視。下面是在不同臭氧濃度下,人體所產生的癥狀:


臭氧污染有個特點非常討厭,就是它具有很大迷惑性,因為它往往在風和日麗、天空晴朗時發生,人們置身于其中,卻根本意識不到,還以為空氣特好,奔走相告要“大口呼吸新鮮空氣”呢!相比而言,像霧霾那樣一發生就煙霧繚繞伸手不見五指,以明確的視覺效應提示其存在感的,真可謂大氣污染界良心……
流行病學方面的統計結果表明:



我想這些數字是不應當被忽視的。
根據臭氧對人體健康的影響,我國規定了空氣中臭氧濃度的上限值:


一般監測值超過160 μg/m3 時,人體就能明顯感覺到不適。
除了對人體健康的傷害,臭氧污染還會造成嚴重的經濟損失。
比如,臭氧會讓植物葉片壞死、脫落、長漂白斑、生長受抑制,從而造成農作物減產。有研究表明,當臭氧濃度達到50ppb 時,全國冬小麥就減產413.2萬噸,相當于減掉了北京+山西省的全年產量;大豆減產88.5 萬噸,相當于減掉了整個吉林省的全年產量——而這只是50ppb 時的減產量,隨著臭氧濃度增加,減產還會更加嚴重。
同時,臭氧會造成材料褪色、照片褪光,輪胎老化等等。英國每年因為臭氧污染造成的材料損失就高達1.74-3.45 億英鎊。
2. “地球衛士”還是“健康殺手”?
根據我個人在生活中的科普經驗,每每講到此處,對面小伙伴的反應就是:what?臭氧污染?臭氧不是“正面角色”嗎?不是說要“保護地球臭氧層”嗎?不是說要“防止出現臭氧空洞”嗎?怎么搖身一變又成反派了?又污染了?你們搞氣象的還有沒有個準啊?!


而它到底是正是邪?則主要取決于它所處的高度:

在距離地面10-50km 的高空,臭氧能吸收紫外線、保護地球上的生物不被強烈的紫外線曬死。當高空臭氧減少時,全球皮膚癌患者顯著增加、人體免疫系統機能減退。有研究表明,高空臭氧每減少1%,全世界因白內障而引起的失明者就將增加10000-15000 人。所以,高空臭氧層中的臭氧,的確是當之無愧的“地球衛士”。
但是,一旦臭氧到了距離地面10-100 米左右的近地面層,就換了一副可怕面孔,變成了“健康殺手”。
所以,有句話形容臭氧再合適不過——在天成佛、在地成魔~
3. 臭氧污染從哪兒來?
近地面造成污染的臭氧,其中一部分,來自于高空臭氧層的流入,還有一些來自于土壤、閃電、生物排放等等,這些可以歸為“天然源”,本來就在自然界存在。而造成臭氧污染的主力軍是“人為源”:燃煤、機動車尾氣、石油化工等排放出的一次污染物,比如NOx(氮氧化物),在紫外線的照射下,會生成臭氧和其它NOx,這就是“二次光化學反應”。


有研究表明,每年近地面層的臭氧污染中,只有23%來自于大自然本身的臭氧層輸送,而有高達48%是來自于NOx 等污染物的光化學反應,剩下的則來自于區域外的遠距離傳輸。可以說,城區中臭氧濃度的高低,主要取決于機動車尾氣的排放量。
所以,要控制臭氧污染,從根源上說,就要降低NOx 的排放,這跟治理PM2.5很相似,歸根結底都是要控制排放!
不過遺憾的是,目前我國每年排放的NOx 占全世界總排放量的16.4%,而且,全國尚有50%的工業化地區在不斷增加NOx 的排放。
4. 友情提示
大爺打斷我:“你說點實際的,現在已經臭氧污染了,我應該怎么辦?戴口罩?還是咱吃點啥能預防下?”
我說:“戴口罩是沒什么用,臭氧又不是顆粒物,口罩過濾不了。吃點啥……沒聽說吃啥能防御臭氧……啊對了!應該避免戶外活動,趕緊躲回屋去,通常房屋建筑對于戶外的大氣污染還是具有一定屏障作用的。”
大爺又說:“哎我想起一事兒,說是臭氧能消毒啊,不是還有一種叫什么……臭氧消毒器嘛,那以后還能用那玩意兒嗎?”
不得不說大爺這個問題太正點了!真是一位愛思考的大爺!
臭氧的確有很強的消毒殺菌效果,科學家做過實驗,一般的臭氧消毒機,在30 平米大小的房間里,開機5 分鐘就可以殺死室內99%以上的細菌繁殖體。但是!——請注意我要說但是了啊!但是也會產生濃度約1090-1950 μg/m3的臭氧——剛剛說了,超過160 咱就覺得不舒服了,這都超標五六七八倍了!
不過!——請注意我又要轉折了!不過好消息是,只要關機后,臭氧就會開始迅速分解,一般半小時以后就會逐漸回到安全值的范圍里。


所以,大家在使用臭氧消毒機時,一是消毒時一定要確保沒有人在場;二是消毒完關機至少半小時、確保室內臭氧濃度降到安全值以后,再回房間。說到這里我突然想起來:“大爺!還有一個重要的事!你猜室內臭氧污染最大的來源是什么?”
大爺:“你剛不說了么……汽車尾氣!”
我說:“不是!汽車尾氣是室外的!室內的最大來源是——復!印!機!你知道為什么嗎?”
大爺:“不知道,我家也沒復印機。時間不早了,我還得回家做飯……”
我說:“大爺!您家沒有,可保不齊您閨女兒子的辦公室有啊!”
大爺:“啊啊啊對對對!你快說!”
我說:“就是,因為復印機的工作原理就是電壓放電讓硒鼓帶點再通過光照形成潛印最終完成復印。它里面的高壓水銀燈和電火花會放出大量紫外線把空氣中的氧分解形成臭氧……特晦澀聽不懂是吧?沒關系,反正您就記著,復印機會釋放臭氧,損害人體健康!如果辦公室里有復印機的話,最好離它遠點兒——距離產生健康!如果有專門復印室的話,要保持通風,最好加裝排風扇,這樣才能稀釋封閉空間中淤積的臭氧……”


最后我總結下:
1.天空晴朗、風和日麗時,不要以為空氣就一定好,其實可能隱藏著臭氧污染,“大口呼吸”什么的一定要慎重。在我們防備霧霾這樣“看得見的健康殺手”時,也不要忘了還有臭氧這樣“看不見的健康殺手”!
2.臭氧對人體健康有很大危害,在室外發生臭氧污染時應該減少戶外活動。
同時還應該提防復印機、臭氧消毒機等釋放出的室內臭氧污染!

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