臭氧的两面性对环境的影响

更新时间:2017.05.02 查看次数:

臭氧具有双面性,对人类生活环境有着重要的影响。上海市气象局和世界气象组织共同开展了城市环境和气象国际示范项目,研究上海地面臭氧的形成机制和转化过程。在一系列观测的基础上,提出了对碳氢化合物排放的控制是减缓臭氧污染的关键途径。

  两面性:

  “有益”又 “有害”

  臭氧是地球大气中的一种重要痕量气体。对人类生活环境有着重要的影响。如按其高度分布分,可划分为平流层臭氧和对流层臭氧。

  平流层臭氧主要集中于10公里至30公里高度。由于其特殊的位置,形成了一层保护层,免除了伤害性极强的短波紫外线对地球生命的危害,使得人类和各种动植物能无忧无虑地沐浴阳光,科学家誉之为 “生命的内保护层”。因此,平流层臭氧又被称为 “有益”的臭氧。

  然而,臭氧本身又是一种对人体有害的气体,较高的臭氧浓度会对人体健康产生危害,高浓度臭氧会刺激眼、鼻、喉咙的黏膜,对支气管及肺等呼吸系统造成影响,特别是会损伤儿童的肺功能,引发胸疼、恶心、疲乏等症状。在严重情况下,还会造成死亡事件。例如, 20世纪50年代发生在美国洛杉矶的一次光化学烟雾 (即高浓度臭氧)事件,导致洛杉矶400个65岁以上老人死亡。因此,近地层臭氧,即人类能够接触到的臭氧,又被称为 “有害”的臭氧。

  除了对人类健康的影响外,近地层高浓度臭氧又可造成一系列环境影响,如使橡胶制品老化、建筑物受腐蚀而损坏等。研究证明,臭氧是毒害植物的罪魁祸首,美国植物因光化学烟雾污染每年减产12%至13%。对流层臭氧同时也是一种温室气体,其直接气候效应导致北极地区增温年均达0.3℃。地面臭氧浓度升高将对人类社会可持续发展产生巨大威胁。因此,研究臭氧具有非常重要的意义。正如有的科学家所言 “这是意义重大的研究,是在拯救我们人类自己”。

  臭氧污染,

  二次性的空气污染

  近地面臭氧的生成非常复杂,是一种二次污染物,并非人类活动直接排放,而是由人类活动排放出的其他污染物,如氮氧化物(NOx)和碳氢化合物 (VOCs)经过一系列复杂的光化学反应所产生的气体,因此,也可将臭氧污染叫做二次性的空气污染。由此可见,进行臭氧污染研究比其他一次污染物的研究更为复杂。

  从欧美国家的经验来看,臭氧背景浓度的增高与经济增长、能源结构转型有着直接的关系。汽车尾气排放的增加导致了臭氧前体物 (如NOx、CO和VOCs等)的增加。对颗粒物污染的治理会有效改善一次性的空气污染问题,但同时又会提高太阳辐射,增强大气中的光化学反应能力,造成臭氧污染的增加,即二次性的空气污染问题。欧美等发达国家于上世纪50年代经历了这种从一次性到二次性的空气污染转型,但由于对二次性空气污染的认识不足,转型后的臭氧污染极其严重。此后经历了近50年的艰苦治理,臭氧污染问题仍是欧美等发达国家所要面临的难题。

  当前,我国的经济社会发展模式与欧美等国家在其污染转型期极为相似。如汽车保有量急速增加,同时对颗粒物污染的治理力度逐渐加大,因此,我国空气污染治理面临着一个严重的问题,即臭氧污染会不会导致欧美等国家经历过的污染转型期发生的严重问题在中国上演。

 

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