疫情期間宅在家時(shí)，許多人注意到藍(lán)天出現(xiàn)的頻率、空氣質(zhì)量整體來(lái)看跟往常有了些提升。然而，在關(guān)注“看得見(jiàn)”的霧霾的同時(shí)，另一種更為隱蔽、很難用肉眼辨識(shí)的空氣污染物——臭氧，在2020年伴隨著氣候變化的加劇更頻繁地走近了我們。

臭氧污染悄悄“來(lái)勢(shì)洶洶”

隨著初夏來(lái)臨，尤其在2020年“五一”小長(zhǎng)假期間，全國(guó)范圍內(nèi)出現(xiàn)的一波熱浪使多地出現(xiàn)了不等程度的臭氧污染。北京的最高溫度多日突破30攝氏度，北京全市20個(gè)國(guó)家氣象臺(tái)站中有一半站點(diǎn)在今年五一期間突破了該站歷史同期高溫極值。在五一當(dāng)天發(fā)生的近地面臭氧重度污染事件，下午短時(shí)內(nèi)臭氧小時(shí)濃度一度突破300μg/m3（微克/立方米），當(dāng)日臭氧日最大8小時(shí)平均第90百分位濃度平均值（簡(jiǎn)稱“臭氧評(píng)價(jià)值”）超過(guò)了國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的180%。

高空平流層中的臭氧是為我們阻擋紫外線的保護(hù)罩，而近地面臭氧不同，它通常由人類活動(dòng)排放的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物在光照下反應(yīng)而成，是有害光化學(xué)煙霧的主要成分，當(dāng)公眾暴露于標(biāo)準(zhǔn)值以上濃度的臭氧之下時(shí)，健康將受到不利影響。近地面臭氧易形成于高溫晴朗無(wú)風(fēng)的天氣，因此在夏季臭氧污染最為嚴(yán)重。

大氣化學(xué)的變化疊加氣象條件的影響更是加劇了臭氧污染水平。就地方看來(lái)，珠三角地區(qū)在今年4月臭氧出現(xiàn)了58.96%同比增長(zhǎng)，并在4月26日至4月29日出現(xiàn)了持續(xù)4天的臭氧污染天氣，每天的臭氧日評(píng)價(jià)值超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)160μg/m3，深深引發(fā)憂慮。這次臭氧污染也受到了該時(shí)間范圍內(nèi)的升溫影響，截至29日11時(shí)，全廣東省有102個(gè)市（區(qū)）縣森林火險(xiǎn)警信號(hào)生效中，天氣高溫干燥，其中28日和29日的白天最高氣溫都超過(guò)了30℃。受氣候變化影響，高溫低濕的天氣出現(xiàn)頻率及強(qiáng)度更高，是臭氧污染加重的重要原因之一。

2020年1月到4月，隨著PM2.5濃度在全國(guó)范圍內(nèi)的下降，近地面臭氧卻呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。1月到4月，全國(guó)平均日均臭氧評(píng)價(jià)值為112.19μg/m3，累計(jì)同比上升6.76%，此增長(zhǎng)幅度在珠三角與長(zhǎng)三角尤為明顯，分別達(dá)16.55%和9.51%。并且呈現(xiàn)1月2月快速同比增長(zhǎng)（分別為10.94%和10.32%），3月微幅下降（-0.99%），而4月又重回增長(zhǎng)（8.55%）的趨勢(shì)，在1、2和4月明顯地超過(guò)了往年同期。隨著五一開(kāi)啟了又一個(gè)高溫?zé)崂四Ｊ剑粞跷廴救找娉蔀樾枰P(guān)注的重點(diǎn)空氣污染現(xiàn)象、更是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)不容忽視的夏季對(duì)手。

PM2.5 和臭氧：按下葫蘆浮起瓢？

今年初，國(guó)內(nèi)自1月下旬開(kāi)始實(shí)行了嚴(yán)格的人口流動(dòng)管控和居家隔離政策，由于短時(shí)間內(nèi)斷層式減少的工業(yè)生產(chǎn)與交通活動(dòng)，1至3月，除臭氧之外的五類首要大氣污染物皆明顯減少，雖然它們的同比差異隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)節(jié)奏加快而不斷收縮，以1月到4月累計(jì)同比來(lái)看，全國(guó)PM2.5、NO2、PM10、SO2、CO的累計(jì)同比下降幅度都也超過(guò)了10%，好于往年同期污染水平。

經(jīng)過(guò)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》中對(duì)各地嚴(yán)格的排放約束等政策調(diào)控，中國(guó)空氣污染中的首要污染物——細(xì)顆粒物（PM2.5）的2019年年平均濃度為36μg/m3，較2015年下降28%。與此同時(shí)，近地面臭氧污染的問(wèn)題反而逐步凸顯，2019年，以臭氧為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占總超標(biāo)天數(shù)41.8%，僅次于PM2.5（占45%）。 

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臭氧污染不降反升，呈現(xiàn)出“按下葫蘆浮起瓢”的新局面。有研究表明，大氣中細(xì)顆粒物如PM2.5的降低可使臭氧問(wèn)題更加突出。這是因?yàn)榧?xì)顆粒物的化學(xué)特性可通過(guò)反應(yīng)吸收大氣中的氫過(guò)氧基（HO2）和氮氧化物（NOx）的自由基，而它們都是形成臭氧所需的重要前體物。因此，臭氧的形成在高濃度細(xì)顆粒物的背景下受到了一定抑制，而當(dāng)細(xì)顆粒物濃度下降時(shí)，臭氧的生成反應(yīng)會(huì)更多量更高頻地發(fā)生。除此之外有研究表明，在細(xì)顆粒物濃度下降時(shí)同步帶來(lái)了更好的紫外線穿透度，也變相增加了促成臭氧污染生成的外界條件。

今年1、2月出現(xiàn)的臭氧快速同比增長(zhǎng)反映出了高溫及大氣化學(xué)中自由基的上升對(duì)其生成反應(yīng)的促進(jìn)影響。3月已出現(xiàn)大規(guī)模復(fù)工復(fù)產(chǎn)，使空氣中的自由基濃度下降，而使臭氧同比出現(xiàn)小幅下降。4月，由于溫度進(jìn)一步升高和其他污染物的增長(zhǎng)，臭氧的前體物過(guò)多并促使了臭氧生成和增長(zhǎng)。這使得在細(xì)顆粒物下降而臭氧上升勢(shì)頭明顯的重要交替關(guān)頭，其他污染物和臭氧的協(xié)同治理需要得到嚴(yán)格的關(guān)注、調(diào)查和防控。

臭氧污染逐年上升，疊加氣候變化影響程度深遠(yuǎn)

其實(shí)，自2015年開(kāi)始，臭氧的平均濃度逐年增長(zhǎng)，逐漸

2015-2019年起臭氧逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。數(shù)據(jù)來(lái)源：生態(tài)環(huán)境部歷年生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)
注a，b：根據(jù)《生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及配套環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)修改單》[1]，由于2019年開(kāi)始空氣污染物測(cè)量方法發(fā)生改變，雖2019年的臭氧全國(guó)平均評(píng)價(jià)值以及超標(biāo)天數(shù)比例高于2018年數(shù)值，根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)表的《2019年中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，2019年的臭氧濃度和超標(biāo)天數(shù)比例較2018年實(shí)際上皆有所上升。

逼近中國(guó)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，超標(biāo)天數(shù)也隨之不斷升高，成為了繼PM2.5之后空氣污染治理攻堅(jiān)的又一核心。

從臭氧歷年趨勢(shì)圖可觀察到，從2015年開(kāi)始，臭氧每年的最高點(diǎn)位都在不斷上移，并在2020年1、2和4月呈現(xiàn)超過(guò)往年同期水平的快速上升趨勢(shì)。在2015年至2020年間，全國(guó)平均出現(xiàn)重度污染（臭氧值>=150μg/m3）的高峰值在2017、2018年開(kāi)始密集出現(xiàn)，集中在春夏交替的4月到6月發(fā)生。

2015-2020臭氧濃度趨勢(shì)圖

不僅臭氧污染逐年增長(zhǎng)且峰值較2015年出現(xiàn)頻次變高，每年臭氧高峰的到來(lái)也在不斷提前。2020年4月16日，中國(guó)臭氧評(píng)價(jià)值就已接近世界衛(wèi)生組織（WHO）準(zhǔn)則值100μg/m3，達(dá)99.13μg/m3。而2019年達(dá)到該污染值的時(shí)間為5月初，臭氧污染來(lái)到的腳步在逐步加快，不可小視。

超過(guò)濃度150μg/m3的高峰值分布。

通過(guò)去除氣象影響后用增長(zhǎng)回歸樹(shù)模型測(cè)算，2020年1月到3月臭氧排放水平平穩(wěn)而高于同期水平，并由四月初開(kāi)始快速上升。除去氣象影響，人為排放的臭氧前體物增多也是今年臭氧水平同比增高的重要原因。

近地面臭氧濃度觀察值和去除氣象影響后的預(yù)測(cè)值.

臭氧污染：人為排放需要區(qū)域“定制”

與高層大氣臭氧層不同的是，地面的臭氧是光化學(xué)煙霧的主要組成部分。區(qū)域臭氧污染的形成由人為排放和氣象因素共同影響，它是在紫外線和前體污染物——由諸如車輛和工業(yè)釋放出的氮氧化物（NOx）等污染物以及由機(jī)動(dòng)車、溶劑和工業(yè)釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)存在的條件下，在大氣中發(fā)光化學(xué)反應(yīng)形成的。因此，不同的污染源及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致各個(gè)區(qū)域的臭氧污染成因及最高效的治理路徑也不盡相同。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局數(shù)據(jù)，今年第一季度，全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)增加值同比下降8.4%，其中，與交通個(gè)人出行有關(guān)的汽車制造業(yè)增加值同比下降26.0%；在疫情頂峰的2月，中心城市客運(yùn)總量?jī)H為去年同期50.7%，下降近一半。工業(yè)和交通等污染直接排放源的減少直接導(dǎo)致了PM2.5、NO2等相關(guān)污染物下降。

但即使考慮到工業(yè)和交通的減少，污染基數(shù)仍十分龐大，基礎(chǔ)原材料和新產(chǎn)品生產(chǎn)保持增長(zhǎng)，與臭氧前體物NOx和VOCs排放有關(guān)的化學(xué)藥品原藥、原油、十種有色金屬、乙烯、粗鋼、生鐵和平板玻璃產(chǎn)量分別增長(zhǎng)4.5%、2.4%、2.1%、1.3%、1.2%、2.4%和1.9%，第二產(chǎn)業(yè)增加值達(dá)73638億元。

因此，在人為污染物排放仍處于高位的背景下，臭氧前體物因天氣回暖、溫度同比上升而在空氣中的生存時(shí)間更為穩(wěn)定持久，使得臭氧的迅速形成并累積在環(huán)境中，造成濃度的同比上升。不僅如此，各地臭氧升高的原因通常不同，更是受到當(dāng)?shù)毓I(yè)結(jié)構(gòu)、汽車保有量和地理環(huán)境特征影響，因此，需要根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及自身特點(diǎn)針對(duì)不同區(qū)域、城市有針對(duì)性的進(jìn)行臭氧污染成因分析和污染控制。

在京津冀地區(qū)，本地NOx的高排放量為臭氧生成提供了充足的前體物；而由于燕山與太行山系對(duì)該區(qū)域的主導(dǎo)風(fēng)向產(chǎn)生了屏障作用，不利于大氣污染物的稀釋和擴(kuò)散，并使遠(yuǎn)距離傳輸?shù)某粞跫捌淝绑w物在京津冀地區(qū)容易積聚，一旦受到高溫條件影響，臭氧污染則會(huì)急劇嚴(yán)重。

在有機(jī)化工、石油煉制較為發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角地區(qū)，臭氧前體物VOCs排放量較大，通過(guò)對(duì)VOCs的嚴(yán)格排放控制將能使該地區(qū)的臭氧污染有效減少。

在珠三角地區(qū)，由于主要來(lái)自于固定燃燒源的NOx本地源的高排放量和區(qū)域源的傳輸作用使得O3生成主要受VOCs控制，加之珠三角地區(qū)的高溫使得光化反應(yīng)更為復(fù)雜。

短期氣象因素和長(zhǎng)期氣候變化將共同影響臭氧污染

作為一種光化學(xué)反應(yīng)，臭氧生成受氣候影響明顯。根據(jù)美國(guó)海洋與大氣管理局（NOAA）的全球天氣數(shù)據(jù)，2020年前三個(gè)月，中國(guó)平均溫度較去年同期上升34.4%。通過(guò)對(duì)2019-2020年初的臭氧污染數(shù)據(jù)及潛在成因進(jìn)行研究后可發(fā)現(xiàn)，氣溫、相對(duì)濕度以及風(fēng)速對(duì)臭氧濃度的影響最為明顯。高于25攝氏度的氣溫、小于2米/秒的風(fēng)速、或低于75%的相對(duì)濕度條件都與高臭氧濃度的出現(xiàn)有明顯關(guān)聯(lián)。 

臭氧在高溫、低風(fēng)速時(shí)將會(huì)達(dá)到最高濃度。特別是對(duì)于已存在臭氧污染的區(qū)域（臭氧濃度大于120μg/m3），高溫和長(zhǎng)時(shí)間的日照使得光化學(xué)反應(yīng)活躍，臭氧污染會(huì)進(jìn)一步加重。包含了豐富的臭氧前體物NOx和HOx自由基的過(guò)氧乙酰硝酸鹽（PAN）和部分類別的VOCs的穩(wěn)定性在高溫情況下更高，而高溫天氣帶來(lái)的靜穩(wěn)現(xiàn)象更利于近地面臭氧的積聚。  

在背景污染物濃度已明顯較高的區(qū)域和重污染時(shí)間區(qū)間內(nèi)，與氣候變化隨之而來(lái)的高溫事件、靜穩(wěn)和極端天氣會(huì)使臭氧污染加重并累積，帶來(lái)更高的臭氧濃度水平且不易擴(kuò)散，對(duì)城市和高污染期將產(chǎn)生更大的影響。去年夏天，全國(guó)多個(gè)省份出現(xiàn)高溫少雨的氣象條件，2019年9月，北京、天津、吉林、湖北等地的平均氣溫為1961年以來(lái)歷史同期最高或次高水平，華北、華東、華南地區(qū)降雨量普遍下降50%，使臭氧濃度同比大幅提升，超標(biāo)天數(shù)明顯增加。 

已有的科學(xué)結(jié)果一致表明，21世紀(jì)的氣候變化將加重臭氧污染，大氣傳輸模型表明近地面臭氧濃度與氣候變化帶來(lái)的溫度上升同步增高。由于氣候變化影響，未來(lái)的氣象形態(tài)會(huì)使全球環(huán)境承載能力隨之減少，在現(xiàn)在污染物排放的程度基礎(chǔ)上，未來(lái)的氣象條件將更不利于污染物的擴(kuò)散，從而導(dǎo)致臭氧和顆粒物等空氣污染物積聚，使污染事件更為頻繁和嚴(yán)重。科學(xué)家預(yù)測(cè)，氣候變化將為全球超過(guò)55%的人口帶來(lái)受空氣靜穩(wěn)天氣（地面風(fēng)速小、大氣穩(wěn)定的底層大氣特征，可造成大氣自凈能力降低和污染物不易擴(kuò)散）增加的影響，尤其是在中國(guó)和印度。事實(shí)上，中國(guó)高溫天氣逐年增多且大氣環(huán)境容量減少，這些都與近年來(lái)在全國(guó)范圍內(nèi)各地的臭氧污染上升趨勢(shì)呈現(xiàn)相關(guān)性。

防控看不見(jiàn)的臭氧污染，打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)

臭氧與顆粒物污染對(duì)人們健康影響造成的危險(xiǎn)同樣嚴(yán)重。與顆粒物相比，臭氧濃度的超標(biāo)更不易被人們察覺(jué)。當(dāng)PM2.5超標(biāo)時(shí)，空氣能見(jiàn)度下降，人們?nèi)菀赘兄廴镜拇嬖冢皶r(shí)采取防范措施。而除了儀器監(jiān)測(cè)，普通人難以察覺(jué)臭氧濃度超標(biāo)，進(jìn)而容易忽略這一污染。臭氧對(duì)人體呼吸系統(tǒng)可造成較大刺激并引發(fā)多種健康風(fēng)險(xiǎn)，如咽喉腫痛、胸悶咳嗽，強(qiáng)烈時(shí)，還會(huì)引發(fā)支氣管炎、肺氣腫、并加重已有的呼吸系統(tǒng)疾病。同時(shí)，臭氧還會(huì)刺激人的神經(jīng)系統(tǒng)，造成頭暈頭疼、視力下降、記憶力衰退，并破壞人體皮膚中的維生素E和免疫功能。 

這次疫情使得人們出行需求驟減，以及大部分工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)小幅下降，讓人們看到了交通方式及工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的減少對(duì)整體提高空氣質(zhì)量的明顯影響。而仍然穩(wěn)定的污染排放基數(shù)、大氣中臭氧前體物的濃度上升加上全球暖化的效應(yīng)，使得臭氧污染問(wèn)題在尤其是城市中心進(jìn)一步得到凸顯。

臭氧污染治理已經(jīng)成為國(guó)家目前關(guān)注的重點(diǎn)。生態(tài)環(huán)境部表示，臭氧污染增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，是今年工作中控制顆粒污染物之外目前需要攻克的主要問(wèn)題。臭氧嚴(yán)格防控成功可能是影響明年藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)收官達(dá)成80%的優(yōu)良天數(shù)比例的重要指示牌。

臭氧治理需要因地制宜，限制人為污染物排放對(duì)降低臭氧污染十分重要。人為源臭氧前體物排放主要來(lái)自電力、石化、化工、工業(yè)涂裝等行業(yè)和機(jī)動(dòng)車等移動(dòng)源。提高臭氧前體物的監(jiān)測(cè)手段和排放標(biāo)準(zhǔn)，公開(kāi)污染物數(shù)據(jù)以拓展社會(huì)各方的研究，加強(qiáng)監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)并使工業(yè)生產(chǎn)能為高效清潔，只有加速嚴(yán)格控制污染物排放的行動(dòng)，而非維持現(xiàn)狀，才能避免將來(lái)出現(xiàn)更為嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題。

同時(shí)，通過(guò)切實(shí)的觀察和分析，得到針對(duì)各地可行的控制污染的方案也勢(shì)在必行。我們可以借鑒“京津冀2+26城市大氣污染傳輸通道”的研究方法，厘清各地臭氧前體物的時(shí)空分布及傳輸特點(diǎn)，倡導(dǎo)各區(qū)域聯(lián)合防控臭氧污染，在臭氧易發(fā)高發(fā)時(shí)段倡導(dǎo)錯(cuò)時(shí)生產(chǎn)、統(tǒng)籌應(yīng)急減排工作，以達(dá)到控制臭氧污染的成效。

氣候變化影響著與我們每個(gè)人息息相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)，氣候變化對(duì)氣溫和氣流循環(huán)的影響也可能加劇我們身邊的空氣污染，從而影響人們的呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等方面健康。在氣候變化帶來(lái)高溫及極端天氣的影響以及大氣化學(xué)成分變化的情況下，減緩氣候變化也是治理空氣污染尤其是臭氧污染的必要舉措。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)依然由高碳排放的化石能源煤炭主導(dǎo)發(fā)電，中國(guó)應(yīng)堅(jiān)定向低碳清潔化能源的方向發(fā)展，合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)以及高碳排放產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，加快淘汰或替代高碳排放產(chǎn)能，制定利于清潔能源發(fā)展的政策。

我們需要推動(dòng)有力的政策敦使工業(yè)及電力系統(tǒng)改用清潔能源，使未來(lái)的出行方式更加清潔低碳。就個(gè)人而言，每個(gè)人都可以成為一名低碳踐行者，通過(guò)減塑、多使用自行車或電動(dòng)車等清潔交通工具，加入到減緩氣候變化、預(yù)防空氣污染加劇、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的隊(duì)列中來(lái)。

（作者邱程騁為綠色和平氣候與能源項(xiàng)目主任，馮雪瑩為實(shí)習(xí)生）