看不见的臭氧，已经成为PM2.5之后又一个“健康杀手”

与一直萦绕在我们耳畔的PM2.5相比，臭氧并没有引起太多的公众关注，因为它不像前者那样“免冠”，而是静静地潜伏在晴朗的天空中，被称为“透明杀手”。

那么，我们应该如何监测和预防臭氧呢？最近，《美国科学院学报》发表了一篇来自哈佛大学的论文，称研究人员首次开发了一个基于季节性数据的统计模型，预测美国东部夏季月份臭氧浓度提前四分之一。

37年监测数据“支持”预测模型

"自1980年以来，美国一直在监测空气中的臭氧浓度。"该论文的第一作者、哈佛大学应用工程与科学学院博士生陆深在接受《中国科学新闻》采访时表示。

美国对臭氧的关注始于20世纪40年代初，当时洛杉矶发生了严重的光化学烟雾事件。这一事件发生在当地的夏季，本应是晴朗的天空，但城市空气中的能见度非常低。后来，许多洛杉矶居民出现了诸如眼睛发红、喉咙痛、呼吸困难、头晕、头痛等症状。

后来，科学家们证实，事件的罪魁祸首是臭氧，这是阳光引起的光化学反应的产物，如挥发性碳氢化合物和氮氧化物。所谓的氮氧化物和挥发性有机化合物通常来自汽车尾气、石化工厂尾气和森林植被排放。高温和强辐射会加速光化学反应，产生大量臭氧。除了氮氧化物和其他污染物之外，这种有害的混合烟雾主要含有臭氧、醛类和其他物质，以及对人体呼吸系统有直接影响的微粒。

尽管这一事件与洛杉矶的地形密切相关，但汽车尾气和阳光也是光化学烟雾的主要元凶。

然而，这只是光化学污染的开始。1943年后，烟雾变得更加猖獗，导致距离城市100公里的2000米高的山上的大松林枯萎，减少柑橘产量。1955年，超过400名65岁以上的人死于呼吸衰竭。1970年，许多市民患了红眼病。

为了应对可怕的光化学污染，美国从20世纪50年代起就对露天焚烧垃圾和工厂排放的烟雾制定了严格的法规，包括处理含有碳氢化合物的化学溶剂、垃圾填埋场的有毒气体、热电厂的氮氧化物，以及处理动物工厂的排放物。

不仅如此，控制汽车尾气排放也一直是治理的重点。空气质量经理首先确定了管理部门，负责尾气监测和污染治理设施的认证，并严格控制挥发性有机化合物的排放。在洛杉矶，*还要求汽车安装催化转化器，这已经实现了显著的减排。

“除健康因素外，臭氧浓度还会影响自然植被的形成和作物产量，因此美国一直关注臭氧浓度，而这些观测也是促进大气化学机制研究的重要数据来源。”陆深告诉记者。

基于37年的监测数据，陆深和他的导师洛丽塔·密奎利斯分析了大量的观测数据和气象模型，发现美国东部夏季臭氧的高浓度与春季温暖的热带大西洋、寒冷的东北太平洋的表面温度以及夏威夷、大西洋和北美的海平面气压异常有关。

根据这些关系，他们开发了一个统计模型，可以预测1980年至2013年中期夏季臭氧浓度的45%的年际变化。臭氧浓度不仅与当地天气密切相关，还受半球大气环流和海水温度的影响陆深解释道。

监测数据足够PM2.5或可预测。

既然臭氧是可以预测的，那么PM2.5能以同样的方式模拟它的浓度变化吗？对此，陆深认为应该有可能提前一个季度预测PM2.5，但目前没有相关研究。

事实上，在空气污染物中，可吸入颗粒物和臭氧只是人类面临的众多问题之一。“每个国家对空气污染物的重视程度取决于其自身的经济发展、污染水平以及其他社会和环境问题。然而，总的来说，PM2.5对健康的威胁比臭氧大得多。”陆深说。

然而，这并不意味着我国的相关研究机构忽视了臭氧污染。在北京新闻节目播出后的空气质量监测节目中，臭氧并没有离开公众的视线。

然而，仅凭陆深目前的统计模型也很难预测中国的臭氧污染。与美国37年的监测时间相比，“中国的臭氧观测时间序列仍然很短，所以我们暂时不能用我们的模型做出直接预测，我们需要找到其他方法。此外，影响中国空气质量的大尺度环流不同于影响美国的大尺度环流，因此这种模式不能直接使用。

臭氧控制势在必行

2017年初，深圳、郑州等地提出臭氧已成为继PM2.5之后的又一重要污染物。河南省郑州市环保局数据显示，2016年郑州市从好天气到污染天数为52天，比2015年增加了43天，原因是臭氧超标。这一数据表明，臭氧已成为影响郑州晴天数量的主要因素之一。

这不是一个例子。根据环境保护部去年9月16日发布的数据，在该年8月份全国重点区域的74个城市中，臭氧是最常见的污染物，其次是常见的PM2.5。这是自去年5月以来，臭氧连续第四个月取代PM2.5成为空气质量的“罪魁祸首”。

“总的来说，臭氧浓度在发达国家正在下降，但在发展中国家却在上升。此外，在整个世界的背景下，臭氧浓度的总体趋势正在上升。”陆深说。

尽管人们将臭氧理解为平流层中保护人们免受紫外线威胁的“屏障”，但近地表臭氧是一种有害气体。当浓度超过一定水平时，就会对人体造成伤害。

“在未来几十年里，全球气候变化很可能会导致更多夏季热浪，这将导致美国部分地区臭氧事件增加70%~100%。由于现阶段中国污染严重，中国可能面临气候变暖带来的更严峻的挑战。通过科学减排控制空气质量尤为重要。”陆深说。

事实上，早在2012年，中国修订了《环境空气质量标准》，首次增加了年均PM2.5浓度限值、日平均浓度限值和8小时臭氧浓度限值，并收紧了PM10和氮氧化物的浓度限值。

欧盟有关国家早在1979年就签署了《远距离空气污染公约》，以解决酸雨和近地表臭氧等空气污染物的越境转移问题。1997年，欧盟还通过了一项防止酸雨的战略，旨在同时解决欧盟内部的酸沉降、富营养化和近地表臭氧问题。2001年，欧洲委员会通过了《国家最高排放限值公约》，该公约规定了三类二次污染问题的前体排放，即二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机化合物，以解决与臭氧有关的问题。

“提前知道臭氧浓度可以增加这个季节的减排强度。同时，敏感人群应注意观察短期空气质量预报，安排户外活动，农业部门可提前采取相应措施。”陆深还说，在温度和降水的季节预测方面仍有许多未解决的问题。空气污染的季节预测才刚刚开始，相信经过今后的改进，会取得更好的预测结果。