科普∣臭氧那些事

臭氧在常温情况下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。全球约90％的臭氧分布在平流层，分布在对流层中的臭氧的占比不到10％。平流层臭氧吸收太阳紫外辐射，保护地表生物，是一种对地球生物有益的气体。

臭氧超标（即日臭氧浓度的最大8小时平均值超过160微克／立方米）通常指的是对流层中的臭氧，也称地面臭氧。对流层臭氧主要是由汽车尾气、工业排放、化石燃料燃烧等人为活动排放的一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、挥发性有机物（VOCs）等在高温光照条件下发生化学反应后形成。自工业革命以来，由于人为排放污染物的增多，全球对流层臭氧持续增加，雷丁大学Checa－Garcia等人研究发现，截止目前，全球对流层臭氧相比1850年大约增加了30％。

    1850－2010年全球对流层臭氧变化（单位：多布森）（引自：Checa－Garcia等．，　2018）

由于臭氧具有强氧化性，持续增加的对流层臭氧，特别是近地面臭氧，是一类不容忽视的空气污染源，是夏季空气污染的“罪魁祸首”。中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会常务委员、南京信息工程大学胡建林教授指出：2022年我国以臭氧为首要污染物的超标天数已超过PM2.5（细颗粒物）；陕西省生态环境厅发布：陕西省2022年上半年臭氧污染与2021年同期相比增加了67天，导致优良天数比例下降了3.2％。按照现行国家空气质量标准，臭氧已经成为影响我国空气质量的最主要污染物。

混合在空气中的臭氧可通过呼吸道、皮肤接触等途径进入人体，通过免疫反应和炎症反应等生理过程，对人体的眼睛、皮肤、呼吸系统、心血管系统等产生危害。长期暴露于高浓度的地面臭氧中会引起呼吸困难、气喘、咳嗽、喉咙痛和其它急性呼吸问题，甚至对特殊人群（孕妇、婴幼儿、呼吸道疾病患者等）会产生致命威胁。据世界卫生组织2019年统计，臭氧每年造成全球数十万人死亡；香港中文大学戴沛权教授调查发现，1980年以来臭氧每年造成我国约4400人死亡。

臭氧还可以通过叶片气孔进入植物体内，激发一系列生物化学反应，加快叶片衰老、降解叶绿素、影响气孔开闭、减弱光合作用能力、抑制生长、降低植被对病虫害的抵抗力，高浓度臭氧甚至会引起植物死亡，导致农业产量下降。南京信息工程大学冯兆忠教授团队研究发现：臭氧诱导我国2015年总经济损失高达7692.1亿美元，占当年GDP的5％左右；该团队利用2017至2019年的臭氧数据估算出臭氧污染降低了中国33％的小麦产量，减产了30％的高产杂交水稻，减少约12％的普遍水稻。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，臭氧也是一个仅次于二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4），排名第三位的温室气体。臭氧变化，特别是对流层臭氧的增加，加剧了全球变暖幅度，导致自工业革命以来全球变暖0.11～0.39　℃。

剑桥大学Griffiths等人的最新研究表明，随着人为排放温室气体的增多，未来全球对流层臭氧仍将续增加。减缓和应对对流层臭氧的增加，一是减少与对流层臭氧形成密切相关的污染物排放，比如：减少机动车尾气排放，减少化石燃料的燃烧，减少工业生产过程中污染物的排放等；二是加强监测和预警，通过建立更多的空气质量监测站实时监测臭氧浓度，当检测到超标时，及时向公众发出警告，建议减少户外活动；三是提高公众意识，通过各种渠道加强公众对臭氧污染的原因和危害的了解，从而鼓励公众采取积极措施应对臭氧超标，如减少机动车使用、使用环保产品等。更重要的是：需大力推行使用新能源和清洁燃料，严格执行机动车和工业排放标准，减缓气候变暖，降低极端高温出现的频率，从而削弱对流层臭氧形成的基本条件。

作者：户元涛、雷向杰