疫情隔离期间，天变蓝了，为什么臭氧污染反而更严重了？

6月5日是世界环境日。 2020年世界环境日的主题是“关爱自然，刻不容缓”（Time for）。

当然，还有很多环境问题也需要关注，比如臭氧污染。

自2020年初新冠疫情暴发以来，全球多国相继出台社会隔离政策。 人类活动的减少不仅阻断了疫情，还带来了意想不到的好处：噪音明显减少，野生动物出来散步，甚至空气污染指数也大大降低。

封城前后我国大气NO2排放量对比。 左图为封城前（1月20日），右图为封城后（2月25日）| 美国宇航局

但也不要太乐观，因为另一种空气污染物已经出现，并且在社交距离期间增加。

它的名字叫“臭氧”。

臭氧“善”与“恶”

说到这里，有人可能会问：不是说臭氧层是地球生命的保护伞吗？ 为什么现在说臭氧是空气污染物呢？

这个问题解释起来也很简单：臭氧的好坏取决于它处于大气的哪一层。

我们常网说的臭氧层位于距地球20多公里的平流层，氧分子与臭氧分子的相互转化就发生在这一层。 在臭氧分子的合成和降解过程中，致命波段（100−315 nm）的紫外线被消耗，使地球上的生命得以生存。

臭氧层（臭氧层）位于平流层| 中国环境网

臭氧污染发生在最接近地球表面的对流层，在我们周围扩散，并混合在每个人呼吸的空气中。 对流层臭氧污染主要来自阳光下氮氧化物（NOX）和挥发性有机化合物（VOC）的化学反应，通常发生在春末和夏秋季节，天气晴朗、云量较少。

地表臭氧具有极大的破坏性。 从结构上看，臭氧分子（O3）仅比氧分子（O2）多一个氧原子。 但这个氧原子很不稳定，导致臭氧在室温下很容易分解。 臭氧分解产生的氧原子具有很强的氧化能力，不仅能破坏细胞膜，使蛋白质失活，还能降解DNA和RNA，全方位攻击细胞。

环境中高浓度的臭氧会强烈刺激我们的眼睛和呼吸道粘膜，诱发呼吸道疾病，并导致皮肤老化和过早死亡。 1943年7月，美国洛杉矶首次观测到光化学污染时，不少市民表示感觉“眼睛刺痛，呼吸时喉咙仿佛被抓伤”，误以为自己受到了日军毒气袭击。 ; 1952年12月，一场光化学烟雾事件，洛杉矶400多名65岁以上老人死于臭氧污染。

臭氧污染可能带来的健康威胁（橙色指标）包括过早死亡、对幼儿生长发育和成人组织再生的损害、诱发肺癌及各种呼吸系统和心血管疾病 | 美国肺脏协会（）/中文：Liz

臭氧污染也对植物产生不利影响。 臭氧的氧化作用会抑制植物的光合作用，甚至引起植物叶子的坏死病斑或白化迹象，造成农作物和森林的损失。 据测算，仅2015年，臭氧污染造成我国主要农作物和森林的产值损失就高达186亿美元和522亿美元[2]。

北京常见植物叶片臭氧损伤症状（1.臭椿；2.臭椿；3.大叶白蜡树；4.松树皮；5.刺槐；6.木槿；7.剑豆） ; 8. 豇豆; 9 . 冬瓜; 10. 丝瓜; 11. 西瓜; 12. 葡萄) | 参考文献[3]

它能将臭氧从地表输送到平流层吗？

多年来，国内外媒体一直在报道平流层臭氧层空洞的严重性。 现在对流层面临臭氧污染问题，把地表的臭氧送到天空来填补臭氧层的空网洞，岂不是一石二鸟？

这个提议乍一听很有道理，但实际上根本行不通。

大气中臭氧的比例极低，北京地区臭氧超标峰值浓度低于[4]，即亿分之29。 收集对流层中的臭氧无异于大海捞针。 即使可以收集，但臭氧极易分解，也会使储存和运输变得极其困难。 另一方面，臭氧层空洞扩大的根本原因是流入平流层的氯氟烃催化臭氧的大规模分解。 因此，只要还有人偷偷排放氯氟烃来破坏臭氧层，即使将地表的臭氧全部送到对流层，也只是杯水车薪。

一个氯氟碳分子可以破坏数千个臭氧分子| .au

所以虽然愿望很好，但不可能用一套方法来解决地网表臭氧污染和臭氧层空洞。

疫情期间臭氧浓度为何不降反升？

令人不解的是，疫情期间，当社会减少了能产生臭氧的氮氧化物（NOx）的排放量时，为何臭氧浓度反而增加了？

其实，学术界早已解释过其中的原理：与人类活动直接排放的NOx、PM 2.5等空气污染物不同，地表臭氧是多种空气污染物通过复杂的化学反应产生的二次污染物。 因此，环境变化对臭氧污染的影响将更加难以预测。

这种复杂的化学反应的产物不仅是臭氧，而且是一氧化氮。 一氧化氮又迅速与臭氧发生反应并将其分解。 那么既然臭氧产生后很快就会被消耗掉，那么空气中的臭氧是如何积累的呢？

这主要是因为挥发性有机化合物（VOCs）可以与NO发生反应，阻止其分解臭氧，同时促进臭氧的形成。

表面臭氧产生的机理有点复杂，随便感受一下就好 | 参考文献[4]

由于这些复杂的过程，当人类排放的NOx浓度降低时，NO浓度的降低会减慢臭氧分解的速度。 而且，隔离期间，庭院、花园等人类活动增多，很可能导致VOCs浓度增加，促进臭氧积累。

此外，科学家推测，PM 2.5减少后，没有雾霾的阳光更容易穿透空气，为地表臭氧生成提供更多能量。 因此，虽然近年来我国PM 2.5控制颇有成效，但雾霾的减少导致臭氧污染进一步加剧[5]。

疫情期间，武汉臭氧浓度不降反升。 蓝色曲线代表2020年的数据，红色曲线代表2017−2019年的平均数据，红色竖线代表2020年社会隔离的开始时间 | 参考文献[1] / 改编自：Liz

可见，粗暴、单一地禁止某种污染物排放，其治理效果有限，有时甚至适得其反。 目前，各地正在逐步推出臭氧污染治理措施。 主要策略是推动NOX和VOCs协同减排，实现臭氧污染和PM 2.5协同控制。

作为个人来说，日常生活中的一些行动也有助于控制臭氧污染。 例如，选择绿色出行，购买新能源汽车或低排放汽车，尽量避免下午阳光强烈时行驶，保持车内胎压以减少油耗，使用环保油漆、颜料等这些行动都有助于减少NOX和VOCs的排放并防止臭氧的形成。

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不过，虽然臭氧污染危害很大，但并没有必要杜绝所有产生臭氧的设备的使用，比如激光打印机、静电空气净化器、臭氧消毒柜等家用电器。 事实上，人类活动直接排放的臭氧可以忽略不计。 并且由于臭氧的最终分解产物是氧气，因此不会有有害残留，是一种非常安全高效的消毒剂。 如今，臭氧消毒技术已经相当成熟，科学使用不会对人体和环境造成危害。 只是使用时要注意避开老人、儿童、孕妇等敏感人群。

如何防范臭氧污染？

遗憾的是，目前市场上还没有特别可靠的臭氧污染防护装置。

与PM 2.5等颗粒污染物不同，臭氧是一种非常小的空气分子，普通口罩很难阻挡。 因此，应对臭氧污染最经济有效的方法不是“预防”，而是“隐藏”。

臭氧的形成离不开光，因此臭氧污染多集中在春夏季节的下午。 但由于其容易降解，只要避免在臭氧污染高峰期出行，并减少该时段开窗通风的频率，就可以避免大部分臭氧危害[6]。

北京臭氧浓度日变化。 下午空气中臭氧浓度是一天中最高的时间 | 参考文献[6]

当然，这只是治标不治本的办法。 只有解决产生臭氧的前体气体的排放问题，我们才能免受臭氧污染。

生态环境是一个环环相扣、复杂的系统。 治理大气污染，需要更全面地认识其背后的污染原理，灵活制定政策，这些都需要我们做好长期作战的准备。

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