如果不是有頻頻超標的空氣質量監測數據,人們恐怕很難發現,臭氧已逐步成為一些城市夏季空氣污染的首要污染物。
■茆京來
碧空如洗,高照的艷陽將霧霾的紛擾一掃而光,千姿百態的云絮悠然點綴著澄澈明凈的天空,繾綣美景沁人心脾。抬眼凝望,仿若看到被譽為“地球衛士”的臭氧正在藍天白云之上,與明媚陽光中的紫外線“相愛相殺”,保護地球生物免受輻射之害。
今年9月16日是一年一度的國際臭氧層保護日,也是《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》締結三十周年紀念日。李克強總理在賀信中提到,保護臭氧層、應對氣候變化,是全球面臨的共同挑戰。
臭氧(O3)又稱活氧、超氧,于1840年被德國科學家發現并命名,是氧氣(O2)的同素異形體,密度是氧氣的1.5倍,水中溶解度是氧氣的10倍,極易分解。自然界中的臭氧,大多分布在距地面20~50千米的大氣平流層中,也就是人們常說的臭氧層。臭氧層中的臭氧主要由陽光中的短波紫外線照射氧氣生成,大氣中的氧氣以分子狀態存在,被短波紫外線照射后,就會分解成為極不穩定的氧原子狀態,極易與其他物質發生反應,氧原子與氧氣發生反應后,就會形成臭氧。臭氧比氧氣更重,會逐漸向臭氧層底層移動,一旦被長波紫外線照射,就會再度還原成氧氣。
臭氧層通過這種氧氣與臭氧相互轉換并實現動態平衡的方式,吸收了絕大部分的紫外線,為地球上的生物提供庇護。研究表明,紫外線輻射對人體危害很大,尤其是皮膚、眼睛及免疫系統。當大氣平流層中臭氧減少時,人體免疫系統機能就會減退,皮膚癌患者數量增加,大氣平流層中的臭氧每減少1%,全世界就會增加1萬~1.5萬人因白內障而失明。
臭氧其實并不臭,只是在濃度高時會產生刺激性腥味,空氣中的臭氧半衰期僅為20~30分鐘,也不會累積濃度,很快就會分解成氧氣,所以人們在自然界中不會聞到高濃度臭氧。當有強紫外線照射時,空氣中會生成低濃度臭氧,散發著清新怡人的淡淡鮮草味,雨過天晴以后空氣中常常彌漫著一股清新的味道,那就是由低濃度臭氧散發出來的。
臭氧的氧化性很強,具有廣譜殺微生物的作用,能夠殺滅細菌繁殖體、病毒、真菌等,經常作為強氧化劑和消毒劑使用,并廣泛應用于食品、水處理、化工、醫療、餐飲、儲藏、養殖等領域。隨著科技水平的提高,一些發達國家在臭氧制備技術、測試技術和控制技術上不斷取得重大突破,形成了較大規模的臭氧產業。而我國對臭氧的利用起步較晚,發展緩慢,臭氧技術開發應用的價值尚未得到應有重視和充分認識。
臭氧的強氧化性不但會腐蝕大多數金屬和非金屬材料,讓植物葉片壞死、脫落、長漂白斑、生長受抑制,造成農作物減產,還會破壞細胞壁,刺激、損害人的黏膜組織,空氣中每立方米臭氧含量每增加100微克,人的呼吸功能就會減弱3%。高濃度臭氧會危害人的眼睛、呼吸系統和肺部,造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎和肺氣腫等癥狀,嚴重時還會引發神經中毒,頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退等問題。此外,臭氧還會破壞人體皮膚中的維生素E,使得皮膚起皺、出現黑斑;破壞人體免疫機能,誘發淋巴細胞染色體病變,加速衰老,致使孕婦生畸形兒。我們日常辦公用的復印機、打印機、傳真機等設備,多以靜電和紫外線為工作原理,使用時產生的臭氧及有機廢氣是強致癌物,會引發各類癌癥和心血管疾病。
這些特性讓臭氧“在天是佛,近地成魔”——高空中的地球守衛者、人類保護者,近地后卻變身為空氣主要污染物和人類的“健康殺手”。
與遮天蔽日、聲勢浩大的霧霾相比,臭氧要低調許多,隱匿在藍天白云之下,很難被人察覺。如果不是有頻頻超標的空氣質量監測數據,人們恐怕很難發現,臭氧已逐步成為一些城市夏季空氣污染的首要污染物。
臭氧污染通常是指近地臭氧引起的光化學煙霧,會導致空氣中煙霧彌漫,降低能見度。光化學煙霧的實質是由汽車、工廠等污染源排入大氣的氮氧化物和碳氫化合物等一次污染物,在太陽紫外線的照射下發生光化學反應,生成臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,參與光化學反應過程的一次污染物和新形成的二次污染物的混合物共同導致大氣出現一種具有刺激性的藍色或棕色煙霧,這種光化學反應引起的煙霧狀污染,被人們稱為光化學煙霧。從近幾年空氣質量監測數據來看,我國臭氧平均濃度有所上升,整體在可控范圍內,不會引起危害性較大污染問題。作為人類歷史八大公害事件之一,發生在上世紀50年代的美國洛杉磯光化學煙霧事件,時刻警醒著我們要重視臭氧污染,重視機動車尾氣等氮氧化物的治理和揮發性有機物的治理。
臭氧污染有很強的迷惑性,往往發生在風和日麗、天高氣爽之時,令人難以察覺,甚至會給人帶來“天氣真好”的錯覺。通過簡單常識來判斷臭氧濃度并減少在臭氧中的暴露時間,可以減少受到臭氧傷害的幾率,尤其是夏秋季節午后光照強、溫度高、濕度低,臭氧濃度也相對最高,比較容易發生臭氧超標,此時應盡量減少室外活動,待在室內關閉門窗,并遠離工作狀態下的復印機、打印機、傳真機、消毒機等室內臭氧排放源。
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