臭氧污染日益严重，但可以解决

来自 恩西亚 （查找 原始故事）; 经许可转载。

地面臭氧，或 O₃，对人类健康和环境构成危害，引起呼吸系统问题，加重哮喘，同时还会损害一些植被和野生动物。当燃烧的副产品与阳光相互作用时产生，它可能每年在全球造成超过一百万人死亡，以及数百亿美元的作物损失。

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从技术角度来看，这是一个可以解决的问题。现有的——虽然有时成本高昂——解决方案可以从烟囱排放物中去除臭氧前体。事实上，美国汽车工业已经成功地将汽车排放的加剧臭氧污染物的排放量在几十年内减少了 99% 以上，这在很大程度上归功于法规，这些法规要求改变汽油配方以及发动机技术。在美国，过去的进展包括从 1980 年到 2016 年全国平均臭氧浓度下降了 31%。前体污染物的排放量在欧洲等世界其他地区也显示出类似的下降，但很大一部分人口仍然面临危险暴露的风险。

然而，即使这些国家正在清理其臭氧行为，像中国和印度这样的国家也在应对世界上有史以来最严重的污染，近年来主要城市的臭氧浓度不断增加。

关于臭氧污染的科学——原因、影响、解决方案——几十年来已广为人知。随着能源需求的增长和监管环境的演变，美国和世界能否将这一科学铭记于心，并继续进行清理，以拯救生命，让我们所有人呼吸更顺畅？

确定的科学

不要与平流层臭氧混淆，平流层臭氧为地球提供保护罩，地面臭氧污染是在氮和氧气组成的 gases (NO_x) 和挥发性有机化合物 (VOCs) 在阳光下相互作用时形成的。虽然一些臭氧（在美国西部某些地区高达 70%，但在其他地方则低得多）被认为是“背景”，这意味着它并非源自当地人为产生的源头，但很大一部分与工厂、发电厂、汽车、卡车等排放的 NO_x 和 VOCs 有关。

臭氧危害人类健康。“我们知道臭氧对气道有刺激作用。它会引起炎症。这种刺激会引起反射，从而降低肺功能，并降低您深呼吸的能力，”罗切斯特大学医学中心研究臭氧健康影响的医生和研究员 马克·弗兰普顿 解释道。弗兰普顿说，还有一些更有限的证据表明，反复的长期暴露会抑制儿童肺组织的生长，导致哮喘的发生，并加重心血管疾病，如动脉粥样硬化。

所有这些吸入臭氧的影响加起来会导致旷课和旷工、巨额医疗支出和过早死亡。最近的一项研究 发现，在美国 2005 年的浓度下，可能有 4,700 人死亡被认为是与臭氧有关的；与另一种重要的污染物 PM2.5 一起，臭氧在某些烟雾弥漫的地方，如洛杉矶县，造成多达 10% 的死亡。世界卫生组织指出，根据几项欧洲研究，空气中每增加 5 ppb（十亿分之几）的臭氧，每日死亡率可能会上升 0.3%。一项使用 2010 年数据的研究 发现，当年中国有多达 316,000 人的死亡可能归因于臭氧，占所有呼吸系统死亡人数的 28%；在印度，约有 450,000 人死亡，这一比率将超过 32%。

臭氧还会抑制植物的光合作用能力，从而对生态系统和对世界粮食供应重要的作物造成危害。一项研究 发现，根据目前的预测，到 2030 年，全球小麦作物将遭受高达 26% 的损失，其他作物（如大豆）也不甘落后。臭氧可能会造成价值 350 亿美元的作物损失。另一项研究 发现，2000 年，全球近一半的代表性生态系统暴露于构成生态风险的臭氧水平，并预测到 2050 年这种情况将增加。

一个可以解决的问题

减少臭氧前体产生的现有技术包括捕获或减少排放的“末端”方法，以及改变发电厂或汽车和卡车中使用的燃料。还有更多下游的想法，基本上相当于从空气中去除臭氧或其前体；2014 年的一项研究表明，在城市地区周围植树可能有助于减轻臭氧负担，其成本可能低于以工业为中心的更多技术方法。

尽管一些行业继续反对他们认为昂贵的修复措施，但其他行业在旨在减少臭氧污染的法规的推动下，已经取得了巨大进展。

“我认为很多问题都可以解决。”——格雷琴·戈德曼例如，汽车行业曾经声称，同时减少 VOCs 和 NO_x 是不可行的，关注科学家联盟专家 格雷琴·戈德曼 说，她的背景是空气污染及其对人类的影响，但无铅汽油的出现以及催化转化器的相关使用恰好实现了这一壮举。今天，一个行业组织表示，到 2025 年，自几十年前实施首批抗臭氧法规以来，乘用车排放的 NO_x 和“形成烟雾的排放物”将下降 99.8%。

“过去有些时候他们说有些事情是不可能的，但实际上并非如此，”戈德曼说。“我认为很多问题都可以解决。”

设定限制

然而，围绕臭氧法规持续存在的争论，主要集中在那些描述我们呼吸的空气中臭氧浓度的令人讨厌的十亿分之几，或 ppb 上。

监管机构在努力限制污染物产生时，必须选择一个目标数字，然后在地方或污染者未能达到该数字时追究其责任。多年来，美国环境保护署设定的数字发生了变化：1971 年的第一个法规规定所有光化学氧化剂（其中臭氧的影响最大）的限值为 80 ppb，但在 1979 年升至 120 ppb，然后在 1997 年降回 80 ppb。

从那时起，越来越多的关于危害的科学证据表明需要进一步减少：2008 年的修订将限值降至 75 ppb，2015 年的版本再次降低，降至 70 ppb。相比之下，中国的标准在 50 到 100 ppb 之间，具体取决于测量的区域类型；日本使用 60 ppb，印度使用 50 到 90 ppb，世界卫生组织建议目标为 50 ppb。欧盟的标准为 60 ppb。

辩论这些数字的问题在于，不幸的是，任何 量的臭氧似乎对我们都不利。

“截至目前，尚无已知的阈值，”戈德曼说。“科学家们认为，臭氧没有低于该水平就无害的水平。这表明，如果臭氧浓度较低，将始终更能保护公众健康，因此他们现在争论的是，在适当的安全边际下，什么水平具有保护作用。”

环保署估计，到 2025 年实施新标准的年度成本为 14 亿美元，而公共卫生效益价值在 29 亿美元至 59 亿美元之间。根据环保署的计算，70 ppb 的标准将在 2025 年避免美国多达 160 例过早死亡，并防止数百起心脏病发作、住院和急诊就诊，以及 230,000 例 6 岁及以上儿童哮喘加重。环保署估计，到 2025 年实施新标准的年度成本为 14 亿美元，而公共卫生效益价值在 29 亿美元至 59 亿美元之间。

新标准于 2015 年最终确定，但环保署最近试图推迟其实施，这一企图被诉讼和公众抗议击退。

“所有可能的途径都已尝试过，”北卡罗来纳州立大学教授克里斯·弗雷说，他曾担任臭氧标准更新的清洁空气科学咨询委员会 (CASAC) 的主席。“CASAC 审查过程漫长、详细且深入。……推迟修订后的臭氧标准的实施没有任何科学依据。”

全球挑战

中国和印度城市笼罩在怪异烟雾中的熟悉景象、通勤者戴着口罩、马拉松运动员在官方认定的“危险”空气中奔跑——这些都是常见的提醒，提醒世界在总体空气污染，特别是臭氧污染方面还有很长的路要走。国际全球大气化学项目的对流层臭氧评估报告提供了来自全球数千个监测站点的详细臭氧水平数据，为关注对人类健康和环境的不利影响提供了定量基础。

中国已经实施了一些积极的减污政策，但交通运输和各个工业部门的持续增长可能会阻碍空气净化的进展。最近的一项估计显示，即使 PM_2.5 等其他危险污染物有所减少，但近年来中国的臭氧水平仍在持续上升。一项新的研究 在中国 272 个城市进行，发现了“强有力的证据”表明短期臭氧暴露与死亡率有关，中国环保部表示，去年数十个城市的臭氧水平超过了国家标准——标准为 160 µg/m³，相当于 80 ppb。从 2014 年到 2017 年，中国公民的平均臭氧暴露量增加了 17%，这意味着每年额外增加 12,000 例过早死亡。北京2015 年的平均臭氧水平远高于 100 ppb。

尽管如此，这个世界上最大的国家——也是最大的污染国——显然正在努力扭转空气污染的局面。“中国正在认识到空气质量对其本国公民的公共健康构成重大威胁，”环保署 CASAC 主席弗雷说，他还在香港科技大学担任兼职教授。他说，该国正在迅速开始制定旨在解决其污染问题的政策。“当中国决定做某事时，它可以非常迅速地采取行动，”他说。

与许多其他形式的污染一样，显而易见的是，我们都在一起应对这个问题。其他国家已经制定了一个蓝图，可以帮助亚洲污染最严重的城市。墨西哥城曾经的臭氧水平在 500 ppb 范围内，但现在已经大幅降至（仍然危险的）120 至 150 ppb 水平；该市实施了包括在特定日期轮流限制车辆使用的计划，禁止含铅汽油，并将一些工业迁出城市。

有时，减少污染的努力可能会适得其反：巴西圣保罗的2014 年一项研究 发现，车辆改用生物燃料实际上可能会增加臭氧污染。随着乙醇价格上涨，更多汽车转回汽油，臭氧水平下降了 20%。显然，在世界与烟雾问题作斗争的过程中，可能会出现曲折。

与许多其他形式的污染一样，显而易见的是，我们都在一起应对这个问题。一些中国产生的臭氧前体污染物实际上会跨越太平洋，并落到美国西部的地面上，导致那里的臭氧增加。事实上，2015 年的一项研究 发现，来自中国的臭氧及其前体的传输抵消了 2005 年至 2010 年期间美国臭氧预期减少量的近一半。

臭氧污染确实是一个全球性问题。但要记住的重要一点是，这是一个可管理的问题。在英国皇家学会关于臭氧污染未来的2008 年报告 中，专家写道：“解决地面 O₃ 污染的技术已广泛应用，在全球环境问题中，地面 O₃ 是非常可控的，这一点是独一无二的。”

如果各国选择部署这些技术，臭氧污染可能有一天会成为一个例子，说明如果我们投入政治意愿和资源来完成任务，我们确实可以解决环境问题。