摘要:近期京津冀遭遇大范围高温天气,北京、天津、石家庄、衡水连续两天高温达38℃。随着温度升高,带来的臭氧污染不容忽视,京津冀多地部分站点达到中重度污染。
近期京津冀遭遇大范围高温天气,北京、天津、石家庄、衡水连续两天高温达38℃。随着温度升高,带来的臭氧污染不容忽视,京津冀多地部分站点达到中重度污染。
一、高温如何催化臭氧污染
高温和臭氧(尤其是地面臭氧)之间存在密切关系:
首先高温促进臭氧生成。地面臭氧(O₃)主要是由氮氧化物(NO₄)和挥发性有机物(VOCs)在阳光(紫外线)作用下发生光化学反应生成的。高温会显著加速这一反应速率,导致臭氧浓度升高。高温下,人类活动产生的VOCs(如汽油挥发、工业排放)也更易挥发,进一步助长臭氧形成。🚗💨
阻碍污染物扩散。高温天气易形成稳定的逆温层,阻碍污染物扩散,使臭氧及其前体物在地面累积。
气候变化延长污染季。全球变暖导致高温天气更频繁,可能延长臭氧污染季节,如春季提前、秋季延后。🌡️
高温既是臭氧污染的“催化剂”,又与臭氧协同放大环境和健康风险。
二、气候变化加剧高温与空气污染
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告指出,最近50年全球变暖正以过去两千年来前所未有之速度发生。
大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)赵亮高工和清华大学万科公共卫生与健康学院教授黄存瑞课题组,合作研究了中国过去 42 年热浪相关的死亡人数时空变化,研究发现,1979年以来,中国热浪造成的死亡人数迅速增加,从1980年代的3679人/年上升到2010年代的15500人/年,并在全国范围内表现出强烈的空间异质性,其中华东和华中地区的死亡人数较多。
除了极端高温直接影响公众健康,气候变化导致山火增加,也会加剧空气污染。中央气象台《全球灾害性天气监测月报》显示,2022年7月,全球高温天气极为显著,葡萄牙、西班牙、英国南部、美国西南部等地最高气温超过40℃,英国多地气温超过历史极值,欧洲多国因持续高温少雨天气,遭遇极端干旱危机,并引发山林大火。8月,重庆市连续多日气温高达40℃,北碚、巴南、大足、长寿、江津等地先后发生多起森林火灾。
2022年9月7日,世界气象组织发布《2022年世界气象组织空气质量与气候公报》,聚焦于野火对空气质量的影响。报告指出,预计本世纪热浪频率、强度和持续时间的增加以及相关野火的增多可能会使空气质量恶化,损害人类健康和生态系统。污染和气候变化的交互作用将给数以亿计的人们带来额外的“气候惩罚”。
根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告,到21世纪末,灾难性野火事件发生的概率在高排放情景下可能增加40%至60%;在低排放情景下可能增加30%至50%。报告揭示,2020年和2021年的高温干燥条件加剧了北美洲西部和西伯利亚地区野火蔓延,致使有害健康的微小颗粒物(PM2.5)水平大幅上升。三、臭氧污染的健康风险日益凸显
HEI《2019年全球空气状况报告》指出,臭氧长期暴露可导致慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)。报告又指出,2017年仅臭氧长期暴露就导致了全球47.2万人死于COPD,其中中国占38%(17.82万人)。近年来臭氧暴露造成的死亡人数不断增长。1990到2010年,臭氧暴露导致的全球死亡人数增长了4%;而2010到2017年,死亡人数则增长了约15%。
此外,臭氧短期暴露可导致哮喘恶化及造成其他呼吸系统疾病。乔治华盛顿大学Anenberg教授的研究团队对臭氧短期暴露导致的疾病负担进行了评估,发现全球每年约有900—2300万哮喘急诊病例的产生可能是由臭氧短期暴露所致,甚至高于PM2.5短期暴露带来的哮喘疾病负担(每年500-1000万就诊)。
另外,地理与环境科学学院陈莉团队联合中国环境科学研究院、美国华盛顿大学研究组织对我国各省臭氧短期暴露造成的疾病负担进行了研究,估算了臭氧浓度下降带来的健康效益。结果表明,当臭氧日最大8小时平均浓度下降至WHO准则值100 µg/m3时,2016年可避免死亡人数约为12万(95%置信区间:6.7-16万);当臭氧浓度下降至70 µg/m3时,可避免死亡人数约为16万(95%置信区间:9.8-23万),带来的健康效益主要集中在我国东部沿海地区、南方地区和西南地区。四、臭氧污染的现状与挑战
生态环境部发布的《2024中国生态环境状况公报》显示:2024年,全国339个地级及以上城市中,117个城市环境空气质量超标,占34.5%。其中,87个城市细颗粒物(PM2.5)超标,81个城市臭氧(O₃)超标。以O₃ 、PM2.5、PM10和 NO₂ 为首要污染物的超标天数分别占总超标天数的 45.3%、39.1%、15.7%和0.1%。以臭氧为首要污染物的超标天数超过PM2.5。《公报》还提到:5一9月首要污染物为O₃ 的超标天占比较高,月际占比为85.1%~ 94.9%。
O₃浓度超过160微克/立方米(国家二级标准)的城市主要分布在京津冀及周边、汾渭平原、江苏、安徽等地。
31个省份中,7个省份O₃浓度超过160微克/立方米(国家二级标准),无省份O₃浓度低于100微克/立方米(国家一级标准)。
国际经验表明,臭氧污染常常更为难缠,治理时间更长。
美国在臭氧污染控制的历程中走过了制定“整齐划一”的控制计划、进展缓慢,到实施区域协同、“科学配比”的减排措施,臭氧治理驶入正轨的曲折历程,前后耗时30余年。上世纪70年代初美国环保局(EPA)和美国《环境空气质量标准》(NAAQS)同步诞生,其后20年,实施了诸多重大治理项目和污染控制计划,取得了一定的空气质量改善效果,但在很多地区臭氧治理的进展却很缓慢,主要原因有:其一,实验、监测数据精确性不足;其二,没有对前体物 VOCs 和 NOx 的控制计划进行可靠的预评估造成方向性失误,排放清单显著低估了移动源的 VOCs 排放,并且忽视了天然源 VOCs 排放的作用;其三,区域传输影响使得处于下风向地区无法通过自身努力遏制臭氧污染。
国家大气污染防治攻关联合中心副主任、中国环境科学研究院大气领域首席科学家柴发合表示,臭氧污染是空气质量管理工作中最具挑战性的难题之一,因其“大气寿命较长、化学生成机制复杂、前体物来源复杂、种类繁多、活性差异大”,治理难度比PM2.5更大,臭氧污染防治在欧美国家历经几十年历程,在我国也将是一个长期的治理过程。臭氧污染更加隐蔽,是蓝天下的污染,不像PM2.5污染通过感官即可识别。晴朗的天空,风和日丽,但监测数据却显示臭氧为轻度以上污染天气。因此,臭氧被冠以“万里晴空下的隐形杀手”的“美称”。这是因为,臭氧污染对大气能见度影响不大,常人很难判断。当室外蓝天白云、天气晴朗的时候,我们会下意识的觉得当天的空气质量一定很好,但其实不然。
当空气中臭氧浓度较低时,其颜色为无色气体。而当臭氧体积分数超过15%时,其颜色就变成了浅蓝色。所以人们是无法从空气的颜色来判断是否存在臭氧污染的。虽然臭氧本身带有特殊的腥臭味,但与大气中的各种复杂气味综合后,就很难分辨了。
五、应对之道:减排与适应并重
面对严峻形势:
严控污染物排放是根本之策。通过产业升级、机动车尾气净化等手段,掐断臭氧生成的前体物(氮氧化物NOx和挥发性有机物VOCs),从源头减少极端臭氧污染事件的发生。
加强对极端高温和森林火险的预报预警能力,做好防灾减灾;完善臭氧浓度实时播报机制,为户外活动提供安全指南;重点区域增设夜间监测点,捕捉机动车尾气造成的延迟污染峰值。
抓住臭氧污染的"时间密码"科学防护:
日间防护黄金法则:臭氧浓度随日照增强呈"午高峰"特征,夏季10-16时尽量减少户外活动。
智能出行助手:通过蔚蓝地图APP获取分时段空气质量,选择臭氧低谷时段通风、运动。
来源:蔚蓝地图