保護(hù)臭氧層就是保護(hù)地球生命

文｜《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)記者 袁帥

危字當(dāng)頭 近十年以來，我國(guó)區(qū)域大氣臭氧濃度緩慢上升。京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角和汾渭平原四大城市群臭氧升幅明顯高于全國(guó)平均水平。圖源/hellorf

每年的9月16日是國(guó)際臭氧層保護(hù)日。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布的2022年世界臭氧日的主題為：“蒙特利爾議定書35周年：全球合作以保護(hù)地球上的生命”，旨在深刻認(rèn)識(shí)《蒙特利爾議定書》對(duì)氣候變化的更廣泛影響，以及協(xié)作行動(dòng)的必要性，建立伙伴關(guān)系并發(fā)展全球合作，以應(yīng)對(duì)氣候挑戰(zhàn)，并為子孫后代保護(hù)地球上的生命。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署臭氧秘書處表示，臭氧消耗、臭氧層空洞仍然是目前全人類面臨的最大威脅之一，人們持續(xù)保護(hù)臭氧層的行動(dòng)將繼續(xù)保護(hù)人類和地球上的所有生命，而在臭氧保護(hù)方面的全球性合作將為保護(hù)地球上的生命、營(yíng)造更美好的未來生存環(huán)境爭(zhēng)取到更佳時(shí)機(jī)。

氣候懲罰風(fēng)險(xiǎn)加劇

世界氣象組織（WMO）發(fā)布的《2022年空氣質(zhì)量和氣候公報(bào)》顯示，污染和氣候變化之間的相互作用將對(duì)數(shù)億人施加額外的“氣候懲罰”?！皻夂驊土P”具體指的是氣候變化對(duì)地面臭氧產(chǎn)生的放大效應(yīng)，它將對(duì)人們呼吸的空氣產(chǎn)生負(fù)面影響。預(yù)計(jì)受氣候變化影響最大的地區(qū)主要是亞洲。氣候變化可能加劇地表臭氧污染事件，對(duì)數(shù)億人的健康造成不利影響。

對(duì)此，世界氣象組織秘書長(zhǎng)佩特里·塔拉斯分析稱，“隨著全球變暖，即使在低排放的情況下，野火和相關(guān)的空氣污染預(yù)計(jì)也會(huì)增加。除了對(duì)人類健康的影響外，空氣污染物從大氣沉降到地球表面，還將影響生態(tài)系統(tǒng)?！彼A(yù)測(cè)，熱浪的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間會(huì)進(jìn)一步增加，這可能會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量更差，“在今年歐洲和中國(guó)的熱浪中就可以看到這一點(diǎn)。穩(wěn)定的高壓大氣條件、陽(yáng)光和低風(fēng)速都促成了高污染水平?！?/p>

值得注意的是，空氣質(zhì)量和氣候是相互關(guān)聯(lián)的，導(dǎo)致空氣質(zhì)量退化的化學(xué)物質(zhì)通常與溫室氣體共同排放。因此，其中一個(gè)發(fā)生變化必然會(huì)引起另一個(gè)的變化?？諝赓|(zhì)量反過來又通過大氣沉降影響生態(tài)系統(tǒng)健康，氮、硫和臭氧的沉積會(huì)對(duì)清潔水、生物多樣性和碳儲(chǔ)存等自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，并會(huì)影響農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的作物產(chǎn)量。

政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第六次評(píng)估報(bào)告(AR6)顯示，到本世紀(jì)末，在高排放情景下，發(fā)生類似2019年在澳大利亞、2020年至2021年在美國(guó)西部觀測(cè)到的災(zāi)難性野火事件的概率可能增加40%～60%，在低排放情景下可能增加30%～50%。如果溫室氣體排放居高不下，到21世紀(jì)下半葉，全球氣溫將比工業(yè)化前上升3℃。那么，在污染嚴(yán)重的地區(qū)，尤其是亞洲，地面臭氧水平預(yù)計(jì)將會(huì)上升。大部分臭氧的增加是由于化石燃料燃燒排放的增加，但大約五分之一的增加是由于氣候變化，最有可能的實(shí)現(xiàn)路徑是通過增加熱浪來實(shí)現(xiàn)，它放大了空氣污染事件的影響。因此，由于氣候變化而變得越來越普遍的熱浪很可能會(huì)繼續(xù)導(dǎo)致空氣質(zhì)量的惡化。

在《基加利修正案》下，各國(guó)已承諾逐步減少氫氟碳化合物的排放和使用，此舉預(yù)計(jì)可以避免到本世紀(jì)末全球溫度升高0.4°C。這一議定書及其修正案正在幫助世界推行氣候友好和節(jié)能的冷卻技術(shù)?，F(xiàn)在，臭氧層正在愈合，借助它，人類可以更好地抵御太陽(yáng)的紫外線輻射。

不可否認(rèn)的是，多年來，全球范圍內(nèi)的臭氧保護(hù)行動(dòng)保護(hù)了數(shù)百萬(wàn)人免受皮膚癌和白內(nèi)障危害，使重要的生態(tài)系統(tǒng)得以生存繁榮，并保護(hù)了地球上的生命。它還減緩了氣候變化：如果消耗臭氧的化學(xué)品未被禁止，本世紀(jì)末全球氣溫將額外上升2.5°C，那將是一場(chǎng)災(zāi)難。全球碳中和排放情景也將限制未來極端臭氧空氣污染事件的發(fā)生。

探路PM2.5與臭氧協(xié)同控制

臭氧素有“在天是佛，在地是魔”的風(fēng)評(píng)。臭氧在近地面濃度較高時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生有害影響。汽車尾氣和工廠廢氣是造成臭氧污染的主要原因之一。另外，臭氧污染隱藏的比PM2.5更深，即使在晴朗的藍(lán)天下，也可能存在著臭氧濃度超標(biāo)的問題。

如何保護(hù)臭氧層成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。

臭氧普遍存在于從地面到50千米的大氣中。90%左右的臭氧集中在距地面15～50千米的平流層，可以有效阻擋太陽(yáng)的紫外輻射，起到保護(hù)人類和地球生態(tài)環(huán)境的作用。還有10%左右的臭氧存在于近地面10千米以下的對(duì)流層，在這里，臭氧濃度的增加，會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師王躍思表示，近十年以來，我國(guó)區(qū)域大氣臭氧濃度緩慢上升。京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角和汾渭平原四大城市群臭氧升幅明顯高于全國(guó)平均水平。從全球角度來看，熱帶產(chǎn)生的臭氧可能會(huì)增加北半球?qū)α鲗哟髿獬粞鹾俊！案邼舛瘸粞跬ㄟ^破壞植物組織降低其光合速率，削弱固碳作用，造成植被固碳量下降。”

王躍思指出，從發(fā)展趨勢(shì)分析，我國(guó)未來紫外輻射總體將呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，這將進(jìn)一步增加臭氧生成的潛勢(shì)力，客觀上加大了臭氧防治的難度。在控制路徑上，要進(jìn)行區(qū)域性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，城市交通結(jié)構(gòu)方面要推動(dòng)電動(dòng)車的應(yīng)用，區(qū)域交通結(jié)構(gòu)方面要倡導(dǎo)公轉(zhuǎn)鐵、公轉(zhuǎn)水，用地結(jié)構(gòu)方面要避免過度城市化，在城市和城市之間留有足量生態(tài)緩沖區(qū)間。因此，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角和汾渭平原四大城市群需要進(jìn)一步大幅減排氮氧化物，才能降低大氣氧化能力，控制近地面臭氧污染加劇，同時(shí)也不能放松治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物。

此外，臭氧治理還應(yīng)控制甲醛等排放。北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授陸克定表示，臭氧并非直接排放產(chǎn)生，而是由進(jìn)入到大氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物通過復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。因此，臭氧控制更加依賴對(duì)反應(yīng)過程的精準(zhǔn)認(rèn)知和后續(xù)的精細(xì)化調(diào)控。

對(duì)于城區(qū)而言，雖然總體處于揮發(fā)性有機(jī)物控制區(qū)，但是也存在一定的時(shí)空變化。比如，通常每一天的上午處于揮發(fā)性有機(jī)物控制區(qū)，即臭氧產(chǎn)生主要受控于揮發(fā)性有機(jī)物；而下午是氮氧化物控制區(qū)。這也意味著，當(dāng)前政策管控可以更加精準(zhǔn)。

陸克定還提出了一種新路徑，其團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，臭氧治理除了要控制以芳烴、烯烴和烷烴為代表的揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物，還可控制含氧揮發(fā)性有機(jī)物和活性含氮化合物。在全球典型城市群區(qū)域都發(fā)現(xiàn)了顯著的人為源含氧揮發(fā)性有機(jī)物和人為源單萜烯的直接排放，它們對(duì)臭氧污染也有顯著的貢獻(xiàn)，值得在管控時(shí)加以考慮。

按照政策規(guī)劃，“十四五”期間，我國(guó)要實(shí)施PM2.5和臭氧協(xié)同控制。王躍思對(duì)此十分贊成，“如果治理PM2.5還是原來的脫硫脫硝手法，不顧及揮發(fā)性有機(jī)物，會(huì)為治理臭氧提高難度。為了在‘十四五’期間使我國(guó)空氣質(zhì)量長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)，首先要控制氮氧化物，因?yàn)榈趸锸谴髿庵械难趸瘎?；其次要控制揮發(fā)性有機(jī)物，因?yàn)樗沁€原劑；再次是控制氨，因?yàn)樗侵泻蛣梢愿w粒物結(jié)合成硝酸銨、硫酸銨。顆粒物可以長(zhǎng)距離傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，如果原來傳送到的地方是缺氮肥的，它這樣一傳輸，那個(gè)地方就施上氮肥了。這會(huì)種下惡果。比方說原來有一個(gè)地區(qū)植物有100種，加進(jìn)氮肥，造成某些植物瘋長(zhǎng)，其他的植物就會(huì)被抑制，該地區(qū)植物的生物多樣性就受到了破壞。只有把這三個(gè)前體物都控制住了，PM2.5和臭氧才有可能協(xié)同控制。”