首页 > 网上讲堂 > 正文

北极上空有史以来最大臭氧空洞神奇闭合 我们是否就可以高枕无忧?

2020年05月03日 来源:中国环境

4月28日,美国有线电视新闻网(CNN)报道,今年春天在北极上空形成并最终成长为有记录以来最大的臭氧空洞已经闭合。


3月以来,北极上空的臭氧空洞一直不平静。当异常的风况连续几周将北极上空的冷空气困住时,臭氧层的空洞首次在北极上空打开,空洞面积几乎达到了历史上最高水平,其面积大约相当于3个格陵兰岛。

欧盟哥白尼大气监测局(CAMS)表示,这个空洞很大,在平流层约合11公里深处发现的大部分臭氧已经耗尽。上一次在北极观测到如此强烈的化学臭氧损耗是在10年前。

但近日,奇怪的事情发生了,人们担忧的北极臭氧空洞居然神奇地闭合了。CAMS的研究人员报道,隐约出现近一个月后,北极上空迄今为止探测到的最大臭氧空洞终于关闭。研究人员解释,臭氧层空洞形成与低温和极地涡旋等气候条件相关。

极地涡旋是围绕地球两极的一大片低压和冷空气区域。极地涡旋始终存在,但它们通常在夏季减弱,在冬季加强。CAMS表示,北极的极地涡旋通常较弱,因为附近的陆地和山脉的存在对天气的干扰比南极更大。一旦极地涡旋减弱,这个洞就会闭合。

但正当我们为高空臭氧层担忧时,近地面的臭氧污染却不容乐观。值此立夏时节,近地面气温逐渐升高,很多时日阳光明媚,晴空万里,但空气质量却可能并不像肉眼可见的这样乐观。以深圳市为例,在4月的前20天里,深圳市空气质量优良天数为19天,1天为轻度污染,这个污染源不是人们熟知的细颗粒物PM2.5,而是臭氧。

2020年4月27日珠三角区域臭氧浓度预报图

据悉,2019年,臭氧作为广东全省首要污染物的天数比例高达64.1%。不仅广东,江苏等省份也面临同样的困境。近几年,每到夏季,臭氧都会取代PM2.5,成为影响空气质量的第一大因素。

同样是臭氧,为什么前者需要保护,后者需要消除?

臭氧:在天是宝,近地成魔

臭氧是一种蓝色、有刺激性气味的气体。关于臭氧,不少人熟知其保护作用。

臭氧主要存在于距地球表面20公里的平流层下部的臭氧层中,能够吸收太阳光中波长306.3纳米以下的紫外线,保护地球所有生物免遭短波紫外线的伤害。高空中的臭氧量减少会导致紫外线更多地到达地面,有可能引发人类皮肤癌等疾病。近年来,由于人类活动的加剧和含氟物质的排放,高空中的臭氧层受到破坏,从而削弱了其对地球的保护作用。

undefined

然而对于地球如此重要的臭氧,在近地面却是一种有害气体,甚至成为“健康杀手”,给人的呼吸系统和心血管系统带来一定危害。尽管较低浓度的臭氧具有一定杀菌效果,但如果空气中的臭氧浓度过高,很容易引起人们上呼吸道病变,出现咳嗽、头痛等症状。

当大气中臭氧浓度为100微克/立方米时,可引起鼻和喉头粘膜的刺激;臭氧浓度在100-200微克/立方米时,引起哮喘发作,导致上呼吸道疾病恶化,同时刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低。臭氧浓度在200微克/立方米以上可引起头痛、胸痛、思维能力下降,严重时可导致肺气肿和肺水肿。(数据源自维基百科)

undefined

此外,臭氧还会阻碍血液输氧功能,造成组织缺氧;使甲状腺功能受损、骨骼钙化,还可引起潜在性的全身影响,如诱发淋巴细胞染色体畸变,损害某些酶的活性和产生溶血反应。臭氧超过一定浓度,除对人体有一定毒害外,对某些植物生长也有一定危害。高浓度臭氧能破坏植物吸收二氧化碳的能力,降低植物的生长力。

北京大学环境科学与工程学院教授张远航此前在文章中给出了这样的解释:因臭氧具有强氧化性,能与生物体中的不饱和脂肪酸、酶中的巯基、氨基及其他重要的蛋白质发生反应,短暂暴露在高浓度臭氧中,会引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、粘膜分泌增多、疲乏、恶心等症状,严重者会导致神经中枢中毒、损害肺功能、加重心脏负担等危害。

臭氧污染,找到源头

不仅在我国,欧美多国都面临臭氧污染的困境。

1943年7月,大量烟雾笼罩了洛杉矶,大量居民感到双眼刺痛、喉咙焦灼感。1940年代初的洛杉矶,每年从夏季至早秋,只要是晴朗的日子,城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾,使整座城市上空变得浑浊不清。

undefined

当时的洛杉矶,拥有250万辆汽车,每天大约消耗1100吨汽油,排出1000多吨碳氢化合物,300多吨氮氧化合物,700多吨一氧化碳。

臭氧污染从哪里来,为什么容易发生在夏季?最早破解臭氧污染来源谜题的科学家之一是当时加州理工学院的化学家Arie Haagen-Smit。1950年代初期,他指出这种化学烟雾的元凶,就是臭氧。

Arie Haagen-Smit用取样自洛杉矶炼油厂附近的污染空气,在光照的作用下,制造出了烟雾,这种烟雾的主要成分就是臭氧。臭氧不是从排气管或烟囱中排出,而是在阳光的驱动下,来自于炼油厂和汽车尾气的氮氧化物和挥发性有机物组合,通过光化学反应,产生臭氧、醛类和其他有毒物质,形成光化学烟雾。

undefined

图片来源:中国数字科技馆

1955年,洛杉矶再次发生光化学烟雾事件,在这次事件中,洛杉矶400多人五官中毒、呼吸衰竭。1970年,洛杉矶的又一次光化学烟雾,导致全市3/4的人因此患病。

随着污染带来的公共健康风险的加剧,加州人开始寻求改变,意识到了汽车问题是解决污染的关键,并制定了全国汽车排放标准,对汽车上的早期烟雾处理装置进行随机路边检查。随着各种措施多管齐下,洛杉矶的臭氧浓度降至了20世纪70年代中期时的40%左右,而此时的汽车保有量比当时的两倍还多。

如今,当我们再一次提起加州,想到的是阳光、沙滩、海岸……似乎再难将空气污染与加州联系起来。但是在几十年前,洛杉矶也曾饱受污染的困扰并付出了惨痛的代价。纵观洛杉矶同空气污染抗争的历史,我们不难发现,这个问题的解决是一个长期且艰巨的过程,在这个过程中需要全社会共同的努力。

关闭

发表评论
    暂无评论
共0条 每页条 0/0 
  
 
  • 微信公众号
  • 京环之声APP