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大气中的臭氧
进入夏季,蓝天白云、阳光明媚的日子多了起来,但其实,看上去空气通透的背后并不意味着空气质量良好,很有可能隐藏着你看不见的“健康杀手”——臭氧(O₃)污染。
那么,臭氧污染是如何形成的?对生态系统和人类健康会造成哪些危害?我们又该如何防护呢?
臭氧污染是如何形成的?
地球被大气层包围着,从内到外分别是对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层,而自然界中的臭氧90%存在于大气平流层,这就是臭氧层。
臭氧层能吸收太阳放射出的大量对人类、动植物和农作物有害的紫外线辐射,保护地球生物圈。但是,臭氧一旦从平流层进入对流层,就会由“地球卫士”变成“健康杀手”,对地球环境造成伤害。
作为光化学烟雾的主要成分,臭氧还可诱发其他大气光化学反应;这种情况下,臭氧便成为了一种污染物,也就是人们所说的近地面“臭氧污染”。
不同于PM2.5,臭氧污染并非直接由污染源排放导致,其生成主要与两类污染物有关——氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)。环境中的臭氧是由进入到大气中的NOx和VOCs在阳光下发生光化学反应产生的,属于大气二次污染物。
根据我国发布的《环境空气质量标准》,臭氧浓度最大8小时均值超过160微克/立方米,就形成了臭氧污染;如果超过215微克/立方米就达到了中度污染。
臭氧浓度的高低与光照强度、温度、湿度等气象条件相关;在光照充足、温度较高、中等湿度条件有助于发生光化学反应,易形成臭氧污染。
此外,对流层臭氧也可以吸收紫外线,使得地球升温,也是一种温室气体,引起气候变化。
什么时间、哪些地区易发生臭氧污染?
臭氧污染具有明显的季节性和地域性,主要集中在日照充足、辐射较强、温度较高的春末、秋初和夏季。
因南北方差异,我国华南地区夏季降雨频繁,在春秋季节易发生臭氧污染;华东地区春秋季节易发生,华北地区、西北地区均在夏季易发生臭氧污染。最旺盛的雨季,臭氧浓度反而低一些,降雨会冲淡NOx和VOCs等生成臭氧的前体物。
臭氧的生成依赖于阳光,随着日照加强,NOx和VOCs发生光化学反应的速度加快,臭氧浓度也随之升高,一天内由中午12:00到下午17:00,臭氧浓度较高。
在我国,臭氧污染较重的地区多分布于经济发达区域,如京津冀及周边、长三角、珠三角等区域,与PM2.5污染较重的城市分布基本重合,西部地区也开始出现臭氧污染蔓延态势,国家产业转移导致生成臭氧的前体物排放也开始增加。
此外,随着全球变暖,气温逐年上升,夏季将继续变热,臭氧污染的日子也会随之增多,而春秋季也可能会出现更多的臭氧污染日。
臭氧污染对生态系统和人类健康
会造成哪些危害?
臭氧污染对人类的危害主要集中于呼吸道疾病,最严重的是引起哮喘,最引起警惕的是老人和小孩,他们中引发哮喘比例较高,对于有基础性呼吸道疾病的人群,也会引起伴发性疾病。
臭氧还能参与生物体中的不饱和脂肪酸、氨基及其他蛋白质反应,使长时间直接接触高浓度臭氧的人出现疲乏、咳嗽、胸闷胸痛、皮肤起皱、恶心头痛、脉搏加速、记忆力衰退、视力下降等症状。
另外,肺活量较大的运动员也需要警惕,在光照强烈的天气下,尽量不要剧烈运动。据调查,2008年北京奥运会将“臭氧浓度降低多少”作为“绿色奥运”的衡量指标,正是为了保障运动员们呼吸系统的正常。
在臭氧生成的光化学反应过程中,会同时产生一种伴生物——过氧乙酰基硝酸酯(可简称为PAN)。PAN对人体会产生较大副作用,其中最明显的便是刺激眼睛流泪,也会增加患皮肤癌的几率。
此外,臭氧污染对生态系统也会造成严重破坏,PAN会直接导致植物叶面损伤,使得绿叶变黄甚至枯萎,对植物造成损害,降低农作物产量和森林系统的生产力。
臭氧污染如何防护?
1
避开臭氧污染高峰时段外出
盛夏是臭氧污染高发季, 9月起臭氧污染将缓解。臭氧污染不同于PM2.5,戴口罩对其起不到防护效果,最有效的防护方法就是避免午后2-3点,污染最严重的时候进行户外活动。
若外出,可考虑佩戴护目镜,穿戴长袖,佩戴好口罩(最好是附带活性炭的口罩),做好防护。
把外出的时间尽量安排在早上、傍晚这些臭氧浓度较低的时间段。
2
降低运动强度
臭氧浓度高时降低户外运动强度,避免做高强度的体育运动,比如足球、篮球等。
平时可加强体育锻炼,提高身体素质,增强自身免疫力,也会适当减轻臭氧对人体的损伤。
3
臭氧污染时关窗
室内缺少生成臭氧所需的太阳光,臭氧无法持续生成;另一方面在室内,臭氧能与含有不饱和碳碳键的有机化合物反应,包括橡胶、苯乙烯及不饱和脂肪酸及其脂类。
而这些有机化合物普遍存在于室内的建筑材料(如乳胶涂料等表面涂层),居家用品(如软木器具、地毯)等,所以臭氧污染严重时关上窗户,外面的臭氧就进不来了,而室内的臭氧也能很快分解。
4
控制氮氧化物和VOCs的排放
NOx和VOCs是臭氧生成的直接原料,平常要控制这些污染物的排放 ,少使用机动车,夏季减少室外烧烤,做到节能减排就能很好的防治臭氧污染。
(内容综合自网络)
原标题:《环保科普丨夏季臭氧污染该如何防护》