美国的国家公园似乎是躲避城市雾霾的理想场所。但一项新研究发现,热门公园的臭氧(一种主要的空气污染物)水平与美国最大的都市区相当,情况并非如此。
这项周三发表在《科学进展》杂志上的研究还表明,当臭氧水平飙升时,国家公园的游客量会下降。但一些专家认为,现在判断空气质量警告是否会影响公园游客的旅行决策还为时过早。研究人员一致认为,解决国家公园臭氧问题的最佳方法是解决上风处城市的问题,这些城市的污染会随着微风飘入美国的原野。
臭氧是一种复杂的 gas;根据其在大气中的位置,它对人类可能有利也可能有害。在地球表面六英里以上,天然存在的“臭氧层”阻挡了大部分太阳的致癌紫外线。但在我们生活和呼吸的地面,这种气体构成呼吸危害。地表臭氧是通过汽车尾气中氮氧化物和挥发性有机化合物之间的反应以及工业过程的副产品形成的。(这种有机化合物也可能来自植被。)如果吸入,臭氧会刺激喉咙和肺部,尤其是在年轻人或有呼吸问题的人群中。热量和阳光会催化地表臭氧的形成,因此在夏季(国家公园旅游最热门的季节),吸入的威胁会变得更加严重。
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该研究团队对 1990 年至 2014 年间 33 个国家公园的年度臭氧读数进行了平均。他们将这些数字与美国 20 个最大都市区的臭氧水平进行了比较。“我之前的[期望]是这两件事会非常不同,”该研究的合著者、爱荷华州立大学的环境经济学家加布里埃尔·莱德说。莱德指出,大多数人认为空气污染是一种城市灾害。但他的团队发现,自 1992 年以来,国家公园的每日最高臭氧水平与城市相当,两者的趋势“彼此重叠”,莱德说。“这是我们更令人惊讶的发现之一,”他说。
然而,1999 年至 2014 年间,空气中臭氧浓度超过 70 ppb 的天数在城市和国家公园中都减少了一半。莱德和其他专家将这一下降归因于国会在 1963 年通过并于 1990 年修订以专门解决地表臭氧问题的《清洁空气法案》的成功。莱德说,当臭氧飙升时,公园游客量下降的观察结果“告诉您人们重视空气质量”,他推测游客听从了空气质量警报,在高臭氧天数呆在家里。
其他研究人员不确定臭氧警告与公园游客量之间的联系。“相关性并非因果关系,”加利福尼亚州圣玛丽学院的空气污染科学家乔尔·伯利说,他没有参与这项研究。他指出,研究人员没有查明人们决定是否去公园的原因。他怀疑,例如提前几个月预订优胜美地国家公园露营地的游客是否会轻易放弃旅行计划。“有多少游客在查看空气质量后真正改变了他们的行为?”他问道。“这是一项引人入胜的研究,”他补充说,但下一步应该是确定空气质量警报是否真的会影响公园游客的决定。“他们没有衡量这一点,”他说。
莱德指出,地表臭氧的成因因公园而异。在加利福尼亚州,结合形成臭氧的化学物质从城市飘到红杉、优胜美地和约书亚树国家公园。“很多污染都来自洛杉矶地区,”他说。在美国东部,包括大烟山和库亚霍加谷在内的公园都浸泡在附近煤炭和工业生产中产生的这些形成臭氧的化学物质中。
由于风很容易传播这些化合物,一些专家对在国家公园中发现臭氧并不感到惊讶。“臭氧需要时间在大气中形成,它不是汽车或发电厂直接排放的,”华盛顿大学的大气科学家丹·贾夫说,他没有参与这项研究。他指出,臭氧本身通常只在其组成化学物质从来源地吹走后才会形成。“我们多年来就知道城市以外的臭氧浓度较高,”他说。因此,贾夫认为,即使是偏远的公园也可能出现臭氧水平升高的情况。“众所周知,优胜美地拥有南加州最高的臭氧水平,”他说。研究人员声称,他们的研究表明了整个国家公园系统的空气质量问题的严重程度,超过三分之一的公园访问发生在臭氧水平升高可能构成吸入风险的情况下。
为了限制公园中的臭氧,贾夫和其他专家一致认为,控制城市排放是最佳策略,因为在公园内几乎无能为力。根据美国林务局前退休空气污染研究员安德烈·比特诺维奇的说法,即使在游客高峰期交通繁忙,公园内的汽车排放对空气质量的影响也只是适度的,他没有参与这项研究。相反,他说,净化公园空气将需要“解决上风处数百甚至数千公里外的问题”。尽管该研究发现 1990 年至 2014 年间城市和公园的臭氧都在下降,但他警告说,这种令人鼓舞的趋势可能在某些地区正在逆转。
2017 年,洛杉矶富含臭氧的雾霾连续第二年向上蔓延。虽然一些官员将此归咎于高温,但比特诺维奇表示,未报告的工业排放和增加的卡车运输量也可能是造成这种情况的原因。他认为,遏制这些排放源是净化像约书亚树这样污染最严重的公园空气的关键。
根据该研究的合著者、康奈尔大学的环境经济学家伊万·鲁迪克的说法,对于想要逃离城市雾霾的度假者来说,“有很多公园的空气质量确实很好”。他将奥林匹克和冰川国家公园列为空气清新的绿洲。这些原始公园可能是最温暖的月份里呼吸空气的最佳选择。他说,夏季涌入的公园游客与臭氧飙升的时间一致,因此“在暴露方面是双重打击”。