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PM2.5与臭氧的“拉锯战”
  新华网 ( 2019-04-04 06:46:57 ) 来源: 《环球》杂志
 

  “在秋冬季节需要重点减排PM2.5污染相关的排放物,而在夏季,控制PM2.5污染的同时,需要严格控制臭氧前体物的排放。”

《环球》杂志记者/吴美娜

  一场臭氧和PM2.5之间的拉锯战,正在全球一些地方上演。新加坡《海峡时报》近日报道,一篇由哈佛大学约翰·保尔森工程及应用科学学院和南京信息工程大学的研究人员共同撰写的论文指出,就在PM2.5浓度降低40%之际,地面臭氧浓度却大幅攀升,两者之间存在关联。

  相关现象存在怎样的内在逻辑,对人类的生存生活环境影响有多大?在全球范围内有何应对经验可供借鉴?《环球》杂志记者就这些问题专访了该论文的作者——南京信息工程大学环境科学与工程学院院长廖宏教授。

PM2.5与臭氧相互关联

  《环球》杂志:雾霾与空气污染间的关系是怎样的?目前全球的雾霾治理情况如何?

  廖宏:所谓“雾霾”,具体是指以细颗粒物(PM2.5)为首要污染物的一种空气污染现象;空气污染问题,不只包括雾霾,也可以是由其他大气成分如近地面臭氧造成的污染。

  根据世界卫生组织(WHO)最新评估,当前世界上92%的人口生活在PM2.5水平超过WHO限值(年均10 μg m-3)的地区。在发达国家和地区,如北美和欧洲,由于雾霾治理较早,相关问题得到较好控制;而在东亚、南亚和非洲等地区,雾霾问题仍然较为严峻。因此,近些年来,这些地区的政府部门都在采取措施,对其进行治理。

  《环球》杂志:研究显示,一些地方PM2.5浓度降低的同时,臭氧污染却在加剧。二者之间有何关联?

  廖宏:地表臭氧是由氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOCs)在阳光照射下通过光化学反应产生的。大气中臭氧的形成依赖于NOx与VOCs的比值。

  自2013年起,中国实施了“大气污染防治行动计划”,据估算,2013~2017年中国人为NOx排放量降低约20%,VOCs排放量变化不大。由于城市地区普遍处于VOC控制区,减少氮氧化物会增加臭氧生成,而在农村NOx控制区会减少臭氧生成。

  我们最近发表在美国《国家科学院学报》月刊的研究表明,在华北地区,PM2.5浓度的快速下降可加剧近地表臭氧污染。这是因为近地表臭氧作为一种二次生成的大气污染物,其形成过程还依赖于大气自由基的浓度,PM2.5可以吸收部分大气自由基。PM2.5浓度的下降,带来其吸收的大气自由基减少,进而增加了近地表臭氧的生成。

如何打破关联?

  《环球》杂志:目前全球范围内还有哪些国家和地区面临较为严重的臭氧污染?治理经验有哪些?

  廖宏:目前在全球范围内,美国西部地区、欧洲南部地区、日本、韩国等,也都面临较为严重的臭氧污染问题。

  臭氧污染治理主要是指如何科学减排氮氧化物和挥发性有机物。典型治理经验主要包括三点。

  一是制定严格的臭氧污染前体物排放标准。在挥发性有机物排放控制标准起步较晚的地区,需要更为严格的控制。

  二是科学制定氮氧化物和挥发性有机物减少比例。臭氧对氮氧化物和挥发性有机物排放的响应并不是简单的线性关系,因此减少氮氧化物需科学同步减少挥发性有机物。

  三是臭氧区域协同治理。臭氧污染具有较强的区域输送的特点,划定臭氧污染联防联控区具有重要意义。

  根据中国2018年发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,到2020年氮氧化物和挥发性有机物排放总量相较于2015年分别下降15%和10%以上。

  《环球》杂志:有报道称,空气污染中,臭氧比PM2.5危害更大。你如何看待这一问题?

  廖宏:根据WHO最新的评估报告和目前的相关研究,从对人体健康的危害程度看,臭氧污染排在第32位。近地面臭氧污染也会造成主要农作物产量下降。

  就目前的空气污染问题而言,仍然需要大力降低PM2.5浓度,以减少对人体健康的损害,同时还要注意协同控制臭氧,尽可能降低臭氧污染带来的影响。加大PM2.5和臭氧治理力度具有重要的社会、经济和环境效益。

  《环球》杂志:臭氧和PM2.5之间的“拉锯战”是不可避免的“较量”吗?

  廖宏:这样的“较量”是可以避免的,只要我们科学地协同控制臭氧的前体物排放,特别是减少挥发性有机物。

  《环球》杂志:在污染治理和预警方面,兼顾PM2.5和臭氧,你有哪些建议?

  廖宏:当前的首要目标仍然是大力降低PM2.5浓度,同时重视臭氧前体物排放(氮氧化物和挥发性有机物)的协同控制。

  PM2.5污染在秋冬季节较为频发,而臭氧污染常出现在夏季。针对这个特点,在秋冬季节需要重点减排PM2.5污染相关的排放物,而在夏季,控制PM2.5污染的同时,需要严格控制臭氧前体物的排放。

  此外,在夏季,臭氧污染和高温天气容易同时出现,对人体健康的影响会更大,针对类似污染天气的预报预警工作需要特别关注。

协同应对

  《环球》杂志:大气治理领域的国际合作不可或缺,对此,你有何意见和建议?

  廖宏:欧美等国家和地区较早地开展了大气治理工作,积累了不少经验。加强国际合作,可以着重从如下几个方面着手:一是加强同他国科学家的合作,以加深对大气污染形成机制的认识和理解;二是借鉴其他国家和地区治理大气污染的政策和措施,促进产业结构调整,积极鼓励发展新能源;三是借鉴相关国家的环境法律法规,保障空气污染治理措施落实到位;四是加强环境健康研究,更加合理有效地制定减排措施。

  《环球》杂志:气候变化与空气污染之间的关系如何?如何协同应对和治理?

  廖宏:全球变暖会导致许多地区静稳天气(通常指近地面风速小、大气稳定的一种低层大气特征,大气持续静稳,易形成雾霾天气)增加,因而会增加空气污染发生的可能性。相关研究表明,华北地区静稳天数增多就与全球变暖趋势有密切联系。

  此外,夏季臭氧污染与高温天气有直接联系,随着全球温度升高,臭氧污染发生的风险也会增加。从排放源头看,气候变暖和空气污染都是由人类的社会经济活动造成的温室气体和污染物排放增加导致的。

  二氧化碳等温室气体及空气污染物排放的持续增加,都与人类大规模开采、使用化石燃料有关,同时减少温室气体和大气污染物的排放,对于缓解气候变暖和治理大气污染都有益处。例如,地表臭氧既是大气污染物也是温室气体,控制臭氧是环境和气候的双赢。

  《环球》杂志:如何才能更好地实现大气治理的最优效应?

  廖宏:过去几年,中国的环境治理工作取得了有目共睹的成绩,需要继续推进并加强环境治理工作。同时,政府和公众也需认识到,短期内难以从根本上改变产业结构,实现全面清洁生产。因此,为了更加有效地治理大气污染问题,需要加强以下几方面的工作:一是从政策上加大对环保产业的鼓励和支持,这不仅有助于环境治理,还可增加经济效益;二是鼓励公众参与环境治理;三是积极借鉴全球环境治理的先进经验和技术,促进环境治理政策的有效落实。

来源:2019年4月3日出版的《环球》杂志 第7期

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