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这几天北京开启“烧烤”模式，气温一度达35℃。看起来很好的天气，空气质量却并不乐观，北京市环保监测中心称这次罪魁祸首不是“惯犯”PM2.5，而是臭氧污染。没听错吧，按照常理，臭氧可以保护人类皮肤不受紫外线伤害，可为什么“保护伞”变成了破坏者?城市中怎么会产生臭氧?又怎么会变成首要污染物的呢?
臭氧怎么成污染源的?
臭氧(O3)是大气中天然存在的一种氧化性痕量气体，臭氧浓度从地球近地面大气到平流层(约50km)存在明显的垂直分布，不同高度的臭氧对地球生态系统的作用也各不相同。距地球表面10~35 km处存在一个高浓度的臭氧层，其臭氧含量占地球大气臭氧总量的90%以上，臭氧层阻止了太阳短波紫外辐射进入近地面大气，从而保护了人类和地球生态系统。但是在近地面天然大气中，臭氧浓度一般较低，通常在100μg/m3以下，在此低浓度下的长期暴露会对地球生态系统产生一定的影响。同时人类社会排放的各种污染物导致了近地面天然大气臭氧浓度的不断升高，使臭氧对地球生态系统和气候变化的不利影响被进一步放大。
世界卫生组织于2006年发布的空气质量准则中指出，臭氧日最大8小时平均浓度超过70 μg/m3时，每增加10 μg/m3日死亡率将增加0.3%~0.5%。臭氧具有很强的氧化性，可使织物、纸张等发脆，使橡胶老化而降低强度。臭氧能与生物体系中的不饱和脂肪酸、酶中的巯基、氨基及其他重要的蛋白质发生反应，短暂暴露在高浓度臭氧中，会引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、粘膜分泌增加、疲乏、恶心等;严重暴露会会明显损伤肺功能，影响呼吸道结构，引起炎症，改变透气率，甚至导致死亡。
臭氧污染堪比PM2.5?
环保部此前的空气质量报告显示，6月、7月和8月，京津冀地区的近半数污染日内，臭氧均代替PM2.5，成为空气首要污染物。臭氧是大气光化学氧化剂的主要成份，占总氧化剂浓度的85%以上，因此，臭氧常常作为光化学烟雾的代表性污染物，并作为光化学烟雾防治的主要目标污染物。
1943年在美国的洛杉矶地区首次出现了这种污染，它的特征是烟雾呈淡兰色，对人的眼睛和呼吸道有强烈刺激作用，伤害植物叶片(发白枯萎)，致使橡胶开裂，并使大气能见度降低。1955年，在洛杉矶发生的一次严重光化学烟雾污染事件中，臭氧浓度高达1300μg/m3以上，短短两天就有400多位老人因五官中毒、呼吸衰竭而死亡，这个死亡数字比平时高3倍多。继洛杉矶之后，全球范围内都不同程度地出现了光化学烟雾污染问题，特别是日本、德国、意大利的光化学烟雾污染曾一度十分严重。早在上个世纪70年代末，我国就在在兰州西固石油化工区首次发现了光化学烟雾污染问题，1980年代在北京也发现了光化学烟雾污染的迹象，随后在科学研究中也证实北京、珠三角和长三角存在臭氧污染问题，其严重程度已超过了同期美国洛杉矶和欧洲主要城市。
应对臭氧污染，该怎么办?
美国洛杉矶从上世纪四十年代就开始了光化学烟雾的治理工作，早期采取了与控制烟尘污染类似的措施，随后扩展到包括禁止庭院垃圾焚烧和城市卡车黑烟等的综合治理，以及设立空气污染控制区，但臭氧浓度依然居高不下。直到20世纪50年代科学家弄清光化学烟雾的成因，明确机动车排放是臭氧前体物的主要来源，洛杉矶光化学烟雾的防治工作才进入正确的轨道，特别是在60年代美国政府设立了清洁空气法之后，强化了对挥发性有机物和氮氧化物的治理，光化学烟雾污染逐渐得到有效控制。在七十余年的污染治理过程中，法律法规、管理机制、技术标准和公众参与都发挥了至关重要的作用，洛杉矶实现从控制固定源到控制机动车排放、从局地控制到区域控制、从末端控制到源头减排、从利用技术手段到利用市场手段的变革，臭氧浓度从1973年开始快速下降，并延续至今。尽管洛杉矶大气臭氧浓度还没有实现达标，但洛杉矶的经验已经证明，光化学烟雾是可以控制的，洛杉矶的空气质量一直在改善。
臭氧污染防治是空气质量持续改善的关键，如果臭氧不能得到有效控制，PM2.5的治理工作就会事倍功半，或者在一定程度上加剧PM2.5的污染。因此，需要在国家环境空气质量管理中树立以臭氧和PM2.5为核心的多污染物非线性协同控制战略，制定国家、区域和城市等不同层面的大气臭氧污染防治对策，在氮氧化物约束减排的基础上，强化对挥发性有机物的治理，实施区域甚至是跨区域的污染联防联控，只有这样，我国面临的臭氧和PM2.5重污染态势才有望得到逐步控制、空气质量持续改善。
知力君提醒，一般情况下，臭氧的最高浓度出现在下午2点前后，但是近日臭氧峰值出现在下午4点到5点，因此公众应该避免在这个时间点外出，白天尽量在室内活动，这是抵御臭氧污染的有效方法。
(本文部分出自紫光阁，作者：张远航，中国环境学会科普工作委员会主任、北京大学环境科学与工程学院教授;李金凤，中国原子能科学研究院助理研究，已经作者授权转载)
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