2017年7月17日,，由上海市環(huán)境保護局主辦，邀請了中國工程院院士張遠航等專家,，在上?？茖W會堂國際會議廳舉辦了就圍繞臭氧光化學污染和大氣污染防治為主題的專題學術(shù)報告會。

主講人張遠航院士主要研究領(lǐng)域為大氣環(huán)境化學,，主持展開了系列大型區(qū)域空氣質(zhì)量綜合觀測實驗,，擔任863重大項目、科技部“藍天科技工程重點專項”總體專家組組長和環(huán)保部“情節(jié)空氣研究計劃”技術(shù)副總師,，發(fā)表SCI論文180余篇,，獲得國家級及省部級科技進步獎多項。

張院士的演講，從臭氧的“前世今生”娓娓道來,，以他獨到的視角給我們帶來了一場精彩絕倫的演講,！小E會后便迫不及待地整理了張院士今天的講課內(nèi)容，速速跟上小E,，一起走進今天的演講現(xiàn)場吧,。

臭氧分為“好的”臭氧和“壞的”臭氧，“好的”臭氧是指存在于高空的臭氧層中的臭氧,，因為這些臭氧可以吸收紫外光線,，保護人體不受侵害；“壞的”臭氧是今天討論的重點,，“壞的”臭氧存在于近地面,，臭氧的氧化性極強，在近地面的臭氧就會被人體吸入,，高濃度臭氧會損傷呼吸道和粘膜,，長時間暴露在臭氧下可能會導致癌癥或其他永久損傷，不僅僅是對人,，臭氧對植物,，農(nóng)產(chǎn)物，動物等均存在一定的危害,。臭氧污染無色無臭,，靠人體本身基本無法感知。

如果說霧霾是灰色的穹頂,，那么臭氧就是一名隱形殺手,！

圖1 張院士在會上講解臭氧所引起的環(huán)境問題

洛杉磯光化學煙霧事件是臭氧污染第一次進入人們視野。1943年7月26日,，大量煙霧籠罩了洛杉磯市中心,，能見度降到只有三個街區(qū)，當時正值第二次世界大戰(zhàn)期間,，美國洛杉磯市的居民以為是日軍用化學武器襲擊了他們,。洛杉磯居民感到雙眼刺痛、喉嚨像被刮擦過,。當時美國環(huán)境學者還沒有意識到是臭氧在作祟，洛杉磯時報報道稱,，在污染發(fā)生期間,，美國環(huán)保署召集了匹茲堡的污染專家提出問題和解決方案，共提出了23條建議,，但竟然沒有一條切中要害,。其實真正的原因是，煉油廠和機動車排放的碳氫化合物與燃燒過程排放的氮氧化物在陽光下發(fā)生光化學反應,，產(chǎn)生的臭氧,，這一點直到1952年才被意識到,，由加州理工學院的化學家Haagen-Smit博士研究并宣布。清潔空氣計劃頒布后,，美國臭氧濃度才真正的出現(xiàn)下降的趨勢,。

在國內(nèi)，80年代的蘭州西固出現(xiàn)了臭氧濃度高值,，這標志了中國臭氧研究的開始,，也是中國首次出現(xiàn)有關(guān)于臭氧的調(diào)查研究。當時的蘭州機動車保有量較少,，研究表明主要是來源于石化企業(yè)和發(fā)電廠產(chǎn)生的VOCs和氮氧化物,，在高原紫外線的作用下，產(chǎn)生大量的臭氧,。

目前,，就全國部分城市六項污染物的逐年變化趨勢來看，PM2.5,，PM10,，NOx等污染物均呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，但臭氧濃度卻逐年上升,，不得不引起關(guān)注,。

圖2. 全國部分城市六項污染物的逐年變化趨勢（*會議現(xiàn)場拍攝，圖片質(zhì)量不佳敬請見諒）

只有真正地意識到問題的來源,，有了好的對策才能有好的治理成效,，美國自清潔空氣行動后，直到今日大約花費了30-40年的時間來治理臭氧,，目前我國也遇到了同樣的問題,，但是有著前者的經(jīng)驗與教訓，通過學習與探索,，我堅信我們可以用更短的時間去解決臭氧污染的挑戰(zhàn),。

臭氧的形成機制非常復雜，簡單來說：碳氫化合物和氮氧化物（NOx）在紫外線的作用下形成臭氧,，在反應中自由基可以源源不斷地把有機物進行氧化,，造成臭氧的積聚，并且形成臭氧的同時,，也會生成另一種令人非常討厭的污染物：二次氣溶膠,，即 PM_2.5的主要來源。

通過它的形成機制,，我們可以推斷出臭氧污染,，通常可能出現(xiàn)在在天氣晴朗的夏季，并且比較容易出現(xiàn)在城市中,。機動車排出的尾氣中同時含有氮氧化物和碳氫化合物,，正是形成臭氧的絕佳條件，當然這只是簡單的假設(shè),，現(xiàn)實情況中可能存在跨區(qū)域輸送（臭氧輸送和前體物輸送）或區(qū)域內(nèi)生成（污染輸送或本地化學反應）等等條件都會導致臭氧污染的生成不易判斷,。

圖3. 光化學煙霧形成機制

既然臭氧形成的機制這么復雜， 那我們用什么方法來預測臭氧的濃度呢,？

答案是采用空氣質(zhì)量模型可以模擬出臭氧的變化,，用于模擬的空氣模型有觀測模型（OBM）和排放模型（EBM），但兩種模型都各有利弊,，應該從多角度來看待這個問題,，使用兩種模型相互印證，增加準確性和科學性,。

圖4. 模型模擬的方法尋找臭氧和NOx與VOCs的關(guān)系

通過模型模擬出EKMA曲線（圖5）,，用于分析臭氧對NOx和VOCs的敏感性，圖中的曲線為臭氧等濃度曲線,，橫坐標是VOCs的排放量,，左邊為0%，至左邊100%,，縱坐標為NOx排放量,，下方為0%，頂端為100%,，假設(shè)目前的排放濃度為C點,，即VOCs排放100%，氮氧化物排放100%,，減少NOx排放濃度可能會造成臭氧濃度上升,，但是到達極值A(chǔ)點后，持續(xù)減排可以形成臭氧下降趨勢,；減少VOCs濃度排放時,，臭氧濃度有直接，顯著的下降效果,，所以在制定區(qū)域性污染物減排計劃時,，不能盲目地削減，根據(jù)模擬情況,，按照NOx：VOC為1:2或1:4的狀態(tài)減排是目前比較主流的區(qū)域減排方式,。

在污染物控制方面，主要控制目標是機動車,、電廠、溶劑涂料和生物質(zhì)燃燒。

圖5. 臭氧與VOCs,，NOx的EKMA曲線圖

珠三角大氣OH自由基（臭氧的主要形成前提物）濃度在全球范圍內(nèi)的觀測值中為最高值,，證實了我國大氣符合污染的強氧化性特征。

目前來說需要制定區(qū)域VOCs和NOx協(xié)同減排的科學策略,，強化VOCs是近期空氣質(zhì)量改善的有效途徑,。珠三角和長三角地區(qū)面臨二次污染防控的巨大挑戰(zhàn)和引領(lǐng)中國空氣質(zhì)量改善的歷史使命。

如何對臭氧實行個人防護,？

臭氧對人體的危害已經(jīng)被很多研究證實,，那么如何來防護臭氧呢？像PM2.5一樣,，帶一個高效過濾的口罩,？張院士在會議上給到了明確的答案，如果暴露在高濃度臭氧下,，目前幾乎沒有有效的個人防護手段,！

但我們平時在生活中提高警惕，就可以很大程度地避免受到臭氧的侵害,。臭氧主要的高污染警報通常出現(xiàn)在城市夏季的下午2時至4時,，通過環(huán)保局發(fā)布的臭氧污染指數(shù)，同樣也可以看到臭氧的實時濃度,，在高污染時盡量保持不要外出,，因為臭氧本身非常不穩(wěn)定，高濃度臭氧進入室內(nèi)會很快被分解,，這樣被吸入的臭氧相對而言會少很多,。

另一方面，根據(jù)我國的空氣質(zhì)量監(jiān)測標準,，臭氧1小時平均濃度超過200微克/立方米,，即為超標；當某日臭氧濃度的最大8小時平均值超過160微克/立方米時,，則確定當日出現(xiàn)臭氧污染,。從目前的研究來看，在這個濃度下,，短時間的接觸都是不會對人體造成永久損傷的,，因此在沒有明顯聞到異味的前提下，也不至于過度擔心,。

小E提醒大家,，敏感人群包括老人小孩和哮喘病患者需要格外注意防護，多關(guān)注發(fā)布的空氣污染指數(shù),，臭氧數(shù)值較高的時間盡量待在室內(nèi),。