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臭氧和PAN:蓝天下的“双子杀手”
作者:康威能特 时间:2020-04-22

进入4月以来,随着气温不断上升,各地的晴好天气越来越多。蓝天白云总会给人“空气很清新”的感觉,殊不知,在风和日丽时,有两种污染会悄悄扩散并且很难被人察觉,这就是臭氧和过氧乙酰硝酸酯(PAN)污染。

二者都是光化学烟雾污染

“臭氧和PAN都属于光化学烟雾污染,即由光化学反应引起的烟雾状污染,但两者在来源、表征、危害等方面都存在一定差异。”国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登在接受科技日报记者专访时说。

臭氧是一种淡蓝色、有类似鱼腥草味道的气体,打雷闪电、火山爆发时,空气中烯烃、芳香烃等挥发性有机物(VOCs)会自然生成臭氧。此外,汽车尾气、加油站、石油化工生产过程中会排放氮氧化物、VOCs等,在太阳紫外线照射下会发生光化学反应生成臭氧;办公室里的激光打印机、复印机在工作时,也会由于高压放电生成臭氧。

而PAN主要来自人为污染源,其最主要的转化来源是乙醛,它们可能来自香烟、电子烟,或者汽车尾气、家具制造等,并且其生成过程与臭氧相似,都是由氮氧化物与VOCs在光照作用下生成。“因此,PAN污染主要出现在城市及周边。”彭应登说。

一定浓度下对人和植物都有害

臭氧在平流层中能阻挡高能量的紫外辐射到达地球,是非常重要的“保护伞”,但到了近地面,就会变成“健康杀手”。“臭氧会刺激和伤害眼睛和呼吸系统,进入血液会损害免疫系统,还会损伤皮肤,严重时甚至会导致白血病、皮肤癌等。”彭应登说。

臭氧和PAN达到一定浓度后,不仅会损害人体健康,还会影响植物生长,降低植物对病虫害的抵抗力。据了解,1943年美国洛杉矶曾出现过一次严重的光化学烟雾毒害事件,导致当地大片树林枯死,葡萄减产60%以上。

彭应登说,在光化学烟雾污染中,臭氧所占比重较大,成为了光化学烟雾污染中的代表性物质。不过,在近地面大气中,臭氧寿命较短,几小时就会发生衰变,还原成氧原子。相比之下,PAN在大气中存在时间较长,对人体健康和生态环境危害比臭氧大。

中国科学院城市环境研究所的研究团队发现,PAN的大气寿命会随温度变化而变化,在温度接近25℃时,PAN的寿命约为30分钟,0℃情况下寿命约为8小时。对流层上部温度很低,PAN在这一位置相当稳定,寿命可达几个月,并且会随着气流运动被传输到范围更远的地方,进而影响扩散地区的大气光化学反应等。

“值得注意的是,如果臭氧、PAN和PM2.5污染叠加,对人体健康和生态环境的损害作用也会放大、加剧。”彭应登提醒说。

戴口罩无法对其进行预防

光化学烟雾污染生成的一个条件是“经紫外线照射”,彭应登说,每年5—10月,每天10—16点是生成光化学烟雾污染的高发时段。“口罩可以阻隔PM2.5,但基本无法阻隔臭氧和PAN污染,活性炭口罩也是如此。因此,在污染高发时段,市民应尽量呆在室内,锻炼身体的时间可安排在10点之前,或16点之后。没有阳光的阴天或雨天,臭氧和PAN污染较低,户外活动就无需在时间、空间上做调整。”

彭应登说,PM2.5污染的排放源和高值区域是重叠的,但PAN污染不同,高值区域会随着风向发生变化,“比如北京上午多是北转南风,PAN污染高值区往往出现在东南部的亦庄地区,下午多南转北风,高值区就转移到了西北部的昌平地区。因此,对居住在城郊的居民来说,周边没有光化学烟雾污染排放源,并不意味着所在地的空气环境就是安全的,同样要提高警惕”。

“目前,从全世界来看,PAN都不是环境空气质量标准中要求进行常规监测的考核指标,但考虑到它的危害,应在有条件的重点城市纳入城市空气质量监测体系,在政府实验室、科研机构中开展更多观测和健康研究,探讨建立重污染天PAN与臭氧污染间的相关性模型等,更好地为公众健康服务。”彭应登说。