中国烟雾笼罩的空气已构成公共卫生危机。据世界卫生组织统计,每年约有100万人的死亡可归因于空气污染。然而,在政府努力驱散笼罩全国城市的灰霾之际,一种无形杀手正露出狰狞面目:臭氧。它令中国的公共卫生专家深感担忧。
“中国应当更加重视臭氧控制,”杜克昆山大学全球与环境健康教授Zhang Junfeng表示。该校设有中美区域臭氧合作研究中心,这是中国首个臭氧污染控制研究机构,成立于2016年。“臭氧一旦进入人体,就会对免疫系统造成严重损害,并加重现有的心血管和呼吸系统疾病。”
臭氧最广为人知的是地球大气层中的一层气体,它保护人类免受有害紫外线的伤害,接触紫外线可能导致癌症及其他健康问题。事实上,中国曾饱受全球批评,原因是未能控制国内氯氟烃排放——即CFCs——这类化学物质会耗损全球臭氧水平并增加健康风险。

然而,鲜为人知的是,近地面的臭氧过量同样构成公共卫生威胁。臭氧浓度过高的空气会损害肺部及其他器官的细胞。据估计,中国有316,000名成年人死亡于2010年因臭氧污染导致或加重的呼吸系统疾病,相关数据来自《环境健康展望》期刊2017年发表的一项长期臭氧暴露研究。此外,全球因臭氧导致的呼吸系统死亡中,约四分之一发生在中国。
臭氧的形成过程是:空气中的氮氧化物(主要来自燃煤和汽车尾气排放)与挥发性有机化合物(VOCs)发生反应。VOCs是指即便在室温下也易于挥发的有机化学物质。尽管中国政府的大气污染防治政策自2012年起一直在减少大气中的氮氧化物,但这些政策在控制VOCs方面效率较低,导致近地面臭氧不断积聚。
“臭氧污染受到的关注远不及[PM 2.5],无论是公众还是政府,原因在于它本身就远不那么显而易见。”——Zhang Junfeng,教授
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Zhang Junfeng指出,公众对空气污染的讨论高度集中于所谓的大气颗粒物,这一事实进一步加剧了中国的臭氧问题。大气颗粒物是指悬浮在空气中、造成城市可见烟雾的微小固体或液体物质。直径为2.5微米及10微米或更小的颗粒物,分别称为PM 2.5和PM 10,已知其危害极大,可能导致癌症、心脏病发作和呼吸系统疾病。因此,中国政府已实施了一系列旨在降低大气中PM 2.5及以上颗粒物浓度的措施,而降低近地面臭氧水平的努力则陷入停滞。
“公众对PM 2.5如何造成严重空气污染已有充分了解,近年来当局也投入大量精力,致力于控制PM 2.5和PM 10,”Zhang Junfeng说。“很明显,这些污染物已经减少。但臭氧污染……受到的关注远不及,无论是公众还是政府,原因在于它本身就远不那么显而易见。”
因此,据北京清华大学环境工程教授Hao Jiming表示,中国的空气质量政策优先削减PM 2.5,而非臭氧。“目前,中国大气中PM 2.5的安全水平标准,比世界卫生组织的空气质量指南高出3.5倍,”Hao Jiming解释道——这一目标即便有额外宽限,国内部分地区仍未能达标。与此同时,近地面臭氧的国家标准仅比世界卫生组织的标准高出1.6倍,超标情况也较轻,Hao Jiming补充道,这进一步使注意力集中于PM 2.5。

上月,哈佛大学与南京信息工程大学的科学家发表了一篇论文,揭示了中国对PM 2.5的治理如何意外地推高了臭氧污染。通常情况下,空气中PM 2.5的存在会干扰产生臭氧的自由基之间的化学反应。当PM 2.5浓度下降时,这些反应更容易发生,因此产生的臭氧也更多。在华北平原这类曾经的工业地区,大幅削减PM 2.5所带来的臭氧污染负面影响尤为明显,而这些地区近年来一直是减污的重点目标。
在1月的一次采访中,该论文的合著者之一Daniel Jacob提请人们注意中国臭氧问题的独特性。“我们在其他任何地方都未曾观察到这种现象,因为没有其他国家能像中国这样迅速地减少[PM 2.5]排放,”Jacob表示。“中国用了四年时间,完成了美国用30年才做到的事情。”
“如果气候变化继续以当前速度发展,未来臭氧污染将导致更高的死亡率。”——Chen Kai,博士后研究员
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在论文中,Jacob及其同事建议中国通过控制前体物——氮氧化物和VOCs——的排放,制定有效措施以减少臭氧污染。但杜克昆山大学教授Zhang Junfeng表示,减少臭氧污染可能比控制颗粒物更具挑战性,部分原因在于首先就很难确定臭氧污染的来源。
“中国不同地区的臭氧变化趋势各不相同。了解哪种前体物在驱动某个城市或地区的臭氧生成,是臭氧控制的第一步,”Zhang说。他补充道,与PM 2.5的研究相比,臭氧污染研究严重不足。“在许多地区,究竟是什么真正导致臭氧水平上升,目前仍不清楚,”他补充说。
如果没有强有力的臭氧控制措施,未来许多中国人可能面临更大的健康风险。全国范围内,气候变化和全球变暖正在延长并加剧温暖天气的时段,而在此期间臭氧浓度会更高。与此同时,中国人口日趋老龄化,对臭氧污染的不良健康影响更加脆弱。
“如果气候变化继续以当前速度发展,未来臭氧污染将导致更高的死亡率,”德国亚历山大·冯·洪堡基金会博士后研究员Chen Kai表示。Chen的研究与哥伦比亚大学合作完成,显示与短期臭氧暴露相关的中国死亡率,可能在40年内翻两番,这主要归因于全球变暖和中国人口老龄化。

中国最新的三年计划以遏制空气污染为目标,于2018年7月发布,确实对臭氧控制作出了某些规定,例如强制制造商修理或更换排放VOCs的设施,并对涂料、油墨和胶粘剂中的VOCs浓度实施法定上限。而在长江三角洲地区,专家已与政府部门携手合作,通过限制工业排放、机动车尾气和燃煤,将控制PM 2.5与防范臭氧超标相结合。
“如果中国现在对臭氧污染不够重视,未来将难以应对,”Zhang说。




