臭氧汙染日益嚴重，但可以解決

來自 恩西亞 （查詢 原始故事）; 經許可轉載。

地面臭氧，或 O₃，對人類健康和環境構成危害，引起呼吸系統問題，加重哮喘，同時還會損害一些植被和野生動物。當燃燒的副產品與陽光相互作用時產生，它可能每年在全球造成超過一百萬人死亡，以及數百億美元的作物損失。

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從技術角度來看，這是一個可以解決的問題。現有的——雖然有時成本高昂——解決方案可以從煙囪排放物中去除臭氧前體。事實上，美國汽車工業已經成功地將汽車排放的加劇臭氧汙染物的排放量在幾十年內減少了 99% 以上，這在很大程度上歸功於法規，這些法規要求改變汽油配方以及發動機技術。在美國，過去的進展包括從 1980 年到 2016 年全國平均臭氧濃度下降了 31%。前體汙染物的排放量在歐洲等世界其他地區也顯示出類似的下降，但很大一部分人口仍然面臨危險暴露的風險。

然而，即使這些國家正在清理其臭氧行為，像中國和印度這樣的國家也在應對世界上有史以來最嚴重的汙染，近年來主要城市的臭氧濃度不斷增加。

關於臭氧汙染的科學——原因、影響、解決方案——幾十年來已廣為人知。隨著能源需求的增長和監管環境的演變，美國和世界能否將這一科學銘記於心，並繼續進行清理，以拯救生命，讓我們所有人呼吸更順暢？

確定的科學

不要與平流層臭氧混淆，平流層臭氧為地球提供保護罩，地面臭氧汙染是在氮和氧氣組成的 gases (NO_x) 和揮發性有機化合物 (VOCs) 在陽光下相互作用時形成的。雖然一些臭氧（在美國西部某些地區高達 70%，但在其他地方則低得多）被認為是“背景”，這意味著它並非源自當地人為產生的源頭，但很大一部分與工廠、發電廠、汽車、卡車等排放的 NO_x 和 VOCs 有關。

臭氧危害人類健康。“我們知道臭氧對氣道有刺激作用。它會引起炎症。這種刺激會引起反射，從而降低肺功能，並降低您深呼吸的能力，”羅切斯特大學醫學中心研究臭氧健康影響的醫生和研究員 馬克·弗蘭普頓 解釋道。弗蘭普頓說，還有一些更有限的證據表明，反覆的長期暴露會抑制兒童肺組織的生長，導致哮喘的發生，並加重心血管疾病，如動脈粥樣硬化。

所有這些吸入臭氧的影響加起來會導致曠課和曠工、鉅額醫療支出和過早死亡。最近的一項研究 發現，在美國 2005 年的濃度下，可能有 4,700 人死亡被認為是與臭氧有關的；與另一種重要的汙染物 PM2.5 一起，臭氧在某些煙霧瀰漫的地方，如洛杉磯縣，造成多達 10% 的死亡。世界衛生組織指出，根據幾項歐洲研究，空氣中每增加 5 ppb（十億分之幾）的臭氧，每日死亡率可能會上升 0.3%。一項使用 2010 年資料的研究 發現，當年中國有多達 316,000 人的死亡可能歸因於臭氧，佔所有呼吸系統死亡人數的 28%；在印度，約有 450,000 人死亡，這一比率將超過 32%。

臭氧還會抑制植物的光合作用能力，從而對生態系統和對世界糧食供應重要的作物造成危害。一項研究 發現，根據目前的預測，到 2030 年，全球小麥作物將遭受高達 26% 的損失，其他作物（如大豆）也不甘落後。臭氧可能會造成價值 350 億美元的作物損失。另一項研究 發現，2000 年，全球近一半的代表性生態系統暴露於構成生態風險的臭氧水平，並預測到 2050 年這種情況將增加。

一個可以解決的問題

減少臭氧前體產生的現有技術包括捕獲或減少排放的“末端”方法，以及改變發電廠或汽車和卡車中使用的燃料。還有更多下游的想法，基本上相當於從空氣中去除臭氧或其前體；2014 年的一項研究表明，在城市地區周圍植樹可能有助於減輕臭氧負擔，其成本可能低於以工業為中心的更多技術方法。

儘管一些行業繼續反對他們認為昂貴的修復措施，但其他行業在旨在減少臭氧汙染的法規的推動下，已經取得了巨大進展。

“我認為很多問題都可以解決。”——格雷琴·戈德曼例如，汽車行業曾經聲稱，同時減少 VOCs 和 NO_x 是不可行的，關注科學家聯盟專家 格雷琴·戈德曼 說，她的背景是空氣汙染及其對人類的影響，但無鉛汽油的出現以及催化轉化器的相關使用恰好實現了這一壯舉。今天，一個行業組織表示，到 2025 年，自幾十年前實施首批抗臭氧法規以來，乘用車排放的 NO_x 和“形成煙霧的排放物”將下降 99.8%。

“過去有些時候他們說有些事情是不可能的，但實際上並非如此，”戈德曼說。“我認為很多問題都可以解決。”

設定限制

然而，圍繞臭氧法規持續存在的爭論，主要集中在那些描述我們呼吸的空氣中臭氧濃度的令人討厭的十億分之幾，或 ppb 上。

監管機構在努力限制汙染物產生時，必須選擇一個目標數字，然後在地方或汙染者未能達到該數字時追究其責任。多年來，美國環境保護署設定的數字發生了變化：1971 年的第一個法規規定所有光化學氧化劑（其中臭氧的影響最大）的限值為 80 ppb，但在 1979 年升至 120 ppb，然後在 1997 年降回 80 ppb。

從那時起，越來越多的關於危害的科學證據表明需要進一步減少：2008 年的修訂將限值降至 75 ppb，2015 年的版本再次降低，降至 70 ppb。相比之下，中國的標準在 50 到 100 ppb 之間，具體取決於測量的區域型別；日本使用 60 ppb，印度使用 50 到 90 ppb，世界衛生組織建議目標為 50 ppb。歐盟的標準為 60 ppb。

辯論這些數字的問題在於，不幸的是，任何 量的臭氧似乎對我們都不利。

“截至目前，尚無已知的閾值，”戈德曼說。“科學家們認為，臭氧沒有低於該水平就無害的水平。這表明，如果臭氧濃度較低，將始終更能保護公眾健康，因此他們現在爭論的是，在適當的安全邊際下，什麼水平具有保護作用。”

環保署估計，到 2025 年實施新標準的年度成本為 14 億美元，而公共衛生效益價值在 29 億美元至 59 億美元之間。根據環保署的計算，70 ppb 的標準將在 2025 年避免美國多達 160 例過早死亡，並防止數百起心臟病發作、住院和急診就診，以及 230,000 例 6 歲及以上兒童哮喘加重。環保署估計，到 2025 年實施新標準的年度成本為 14 億美元，而公共衛生效益價值在 29 億美元至 59 億美元之間。

新標準於 2015 年最終確定，但環保署最近試圖推遲其實施，這一企圖被訴訟和公眾抗議擊退。

“所有可能的途徑都已嘗試過，”北卡羅來納州立大學教授克里斯·弗雷說，他曾擔任臭氧標準更新的清潔空氣科學諮詢委員會 (CASAC) 的主席。“CASAC 審查過程漫長、詳細且深入。……推遲修訂後的臭氧標準的實施沒有任何科學依據。”

全球挑戰

中國和印度城市籠罩在怪異煙霧中的熟悉景象、通勤者戴著口罩、馬拉松運動員在官方認定的“危險”空氣中奔跑——這些都是常見的提醒，提醒世界在總體空氣汙染，特別是臭氧汙染方面還有很長的路要走。國際全球大氣化學專案的對流層臭氧評估報告提供了來自全球數千個監測站點的詳細臭氧水平資料，為關注對人類健康和環境的不利影響提供了定量基礎。

中國已經實施了一些積極的減汙政策，但交通運輸和各個工業部門的持續增長可能會阻礙空氣淨化的進展。最近的一項估計顯示，即使 PM_2.5 等其他危險汙染物有所減少，但近年來中國的臭氧水平仍在持續上升。一項新的研究 在中國 272 個城市進行，發現了“強有力的證據”表明短期臭氧暴露與死亡率有關，中國環保部表示，去年數十個城市的臭氧水平超過了國家標準——標準為 160 µg/m³，相當於 80 ppb。從 2014 年到 2017 年，中國公民的平均臭氧暴露量增加了 17%，這意味著每年額外增加 12,000 例過早死亡。北京2015 年的平均臭氧水平遠高於 100 ppb。

儘管如此，這個世界上最大的國家——也是最大的汙染國——顯然正在努力扭轉空氣汙染的局面。“中國正在認識到空氣質量對其本國公民的公共健康構成重大威脅，”環保署 CASAC 主席弗雷說，他還在香港科技大學擔任兼職教授。他說，該國正在迅速開始制定旨在解決其汙染問題的政策。“當中國決定做某事時，它可以非常迅速地採取行動，”他說。

與許多其他形式的汙染一樣，顯而易見的是，我們都在一起應對這個問題。其他國家已經制定了一個藍圖，可以幫助亞洲汙染最嚴重的城市。墨西哥城曾經的臭氧水平在 500 ppb 範圍內，但現在已經大幅降至（仍然危險的）120 至 150 ppb 水平；該市實施了包括在特定日期輪流限制車輛使用的計劃，禁止含鉛汽油，並將一些工業遷出城市。

有時，減少汙染的努力可能會適得其反：巴西聖保羅的2014 年一項研究 發現，車輛改用生物燃料實際上可能會增加臭氧汙染。隨著乙醇價格上漲，更多汽車轉回汽油，臭氧水平下降了 20%。顯然，在世界與煙霧問題作鬥爭的過程中，可能會出現曲折。

與許多其他形式的汙染一樣，顯而易見的是，我們都在一起應對這個問題。一些中國產生的臭氧前體汙染物實際上會跨越太平洋，並落到美國西部的地面上，導致那裡的臭氧增加。事實上，2015 年的一項研究 發現，來自中國的臭氧及其前體的傳輸抵消了 2005 年至 2010 年期間美國臭氧預期減少量的近一半。

臭氧汙染確實是一個全球性問題。但要記住的重要一點是，這是一個可管理的問題。在英國皇家學會關於臭氧汙染未來的2008 年報告 中，專家寫道：“解決地面 O₃ 汙染的技術已廣泛應用，在全球環境問題中，地面 O₃ 是非常可控的，這一點是獨一無二的。”

如果各國選擇部署這些技術，臭氧汙染可能有一天會成為一個例子，說明如果我們投入政治意願和資源來完成任務，我們確實可以解決環境問題。