一提到臭氧,人們(men) 會(hui) 認為(wei) 它是大氣層中讓人類免受紫外線傷(shang) 害的“保護傘(san) ”。但美國研究人員經過一項長期調查認為(wei) ,一向以正麵形象示人的臭氧其實是人體(ti) 健康的“溫柔殺手”。加州大學伯克利分校的科學家在3月12日出版的美國《新英格蘭(lan) 醫學雜誌》上發表論文稱,臭氧超標會(hui) 引起呼吸係統和心血管疾病,給人類健康造成嚴(yan) 重危害。
臭氧汙染與(yu) 臭氧層無關(guan)
臭雞蛋、臭鞋……一提到與(yu) 臭有關(guan) 的東(dong) 西,人們(men) 就會(hui) 皺眉頭,但臭氧是個(ge) 例外。近來媒體(ti) 對保護臭氧層及臭氧治療、臭氧使空氣清新等進行密集報道,臭氧以一副“有益氣體(ti) ”的麵孔出現在人們(men) 的視野裏。此外,南北極臭氧層遭破壞,紫外線引起的皮膚病增多,給人們(men) 留下這樣一個(ge) 錯覺——臭氧越多越好,因為(wei) 它是人類的“保護傘(san) ”,時刻保護人類免受紫外線的傷(shang) 害。
臭氧層“保護傘(san) ”之稱並非浪得虛名,它在吸收紫外線方麵功不可沒。美國環境保護局(EPA)公布的數據顯示,大氣層中90%左右的臭氧存在於(yu) 距離地麵15~50公裏的平流層中,能有選擇地吸收太陽輻射中波長較短(低於(yu) 320納米)、能量較高的射線。由於(yu) 這種吸收作用,zui後隻有約1%的短波射線能夠穿透大氣層到達地麵。對人體(ti) 和其他生物有致癌和殺傷(shang) 作用的紫外線、X射線、伽馬射線及其他高能射線,在到達地麵前大部分被吸收,使人類免受其傷(shang) 害。
但需要說明的是,真正給人類提供保護作用的是離地20~30公裏處的臭氧層。這裏的臭氧是在雷電、太陽高能射線輻射等自然條件下產(chan) 生的,也是臭氧層遭受氟化物等破壞的重災區。雖然臭氧層可以保護人類,但處在對流層中由於(yu) 人類活動而產(chan) 生的臭氧卻是“健康殺手”。
在車水馬龍的街上行走,我們(men) 常常看到空氣略帶淺棕色,又有一股辛辣刺激的氣味,這就是通常所稱的光化學煙霧。臭氧就是光化學煙霧的主要成分,是由汽車排放的氮氧化物等轉化而來的,隻要在陽光輻射及適合的氣象條件下就可以生成臭氧。隨著汽車和工業(ye) 排放的增加,地麵臭氧汙染在歐洲、北美、日本以及我國的許多城市中成為(wei) 普遍現象。
對人類健康危害大
目前,對流層中的臭氧已被世界衛生組織(WHO)及美國環保局認定為(wei) 汙染氣體(ti) 。研究表明,空氣中臭氧濃度在0.012ppm(1ppm為(wei) 百萬(wan) 分之一)水平時,能導致皮膚刺癢,眼睛、鼻腔、呼吸道受刺激,肺功能受影響,出現咳嗽、氣短和胸痛等症狀。美國一些城市衛生部門的監測數據顯示,空氣中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就醫人數平均上升7%~10%。加州大學伯克利分校的研究人員調查了全美96個(ge) 主要城市的汙染數據,以及美國過去20年裏的相關(guan) 死亡人數。結果發現,地表臭氧濃度每增加10ppb(1ppb為(wei) 十億(yi) 分之一),呼吸道疾病特別是肺炎等的死亡風險就增加4%。
在近年的研究中,美國環保局、美國國家研究委員會(hui) 等機構,用更的模型得到了大量有關(guan) 對流層臭氧汙染的數據。伯克利分校公共健康學院邁克爾·傑拉特博士等撰寫(xie) 的論文也認為(wei) ,目前臭氧超標與(yu) 呼吸係統疾病間的關(guan) 係已得到認定,大量研究表明,地麵臭氧與(yu) 心血管疾病存在關(guan) 聯。美國國家研究委員會(hui) 的科學家已宣布確定了臭氧的危險濃度值(具體(ti) 數字並未透露),超過這個(ge) 數值就意味著死亡。
那麽(me) ,臭氧是如何完成從(cong) 保護傘(san) 到“健康殺手”蛻變的呢?這得從(cong) 臭氧超活潑的化學性質說起。臭氧反應活性強,極易分解,在常溫下可將銀氧化成氧化銀,將硫化鉛氧化成硫酸鉛。作為(wei) 強氧化劑,臭氧幾乎能與(yu) 任何生物組織反應。當臭氧被吸入呼吸道時,就與(yu) 呼吸道中的細胞、流體(ti) 和組織反應,導致肺功能減弱和組織損傷(shang) 。對患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說,臭氧的危害更為(wei) 明顯。
臭氧濃度與(yu) 人期望背道而馳
無論從(cong) 濃度還是含量上講,地表臭氧都不可與(yu) 平流層中的臭氧層同日而語。站在對人類有利的角度來說,平流層臭氧濃度較高、對流層較低是比較符合期望的。但糟糕的是,由於(yu) 環境汙染愈演愈烈,兩(liang) 個(ge) 區域的臭氧濃度與(yu) 人類的期望背道而弛。
由於(yu) 氟利昂的大量使用,使臭氧層的平衡受到了幹擾。氟利昂到達大氣上層後,在紫外線照射下分解出自由氯原子,氯原子與(yu) 臭氧發生反應,使臭氧分解。由於(yu) 氯原子在發生上述反應後能重新分解出來,所以高空中即使有少量氯原子,也會(hui) 使臭氧層受到嚴(yan) 重破壞。據分析,平流層中的臭氧減少1%,到達地麵的紫外線強度便增加2%。據估計,到2025年,平流層中的臭氧可能減少10%。臭氧層的破壞將使紫外線等短波輻射增強,導致皮膚癌患者增加,同時對自然生態係統帶來嚴(yan) 重影響。
不過,被排入大氣的氟利昂幾乎不會(hui) 破壞地表臭氧。由於(yu) 城市空氣流動速度相對較慢,人類生活排出的、可以轉化為(wei) 臭氧的廢氣逐漸增多,在一些汙染嚴(yan) 重的城市,臭氧形成了累積性汙染。由於(yu) 強氧化作用,較高的臭氧濃度對植物、動物及很多材料如塑膠、橡膠都有害。
從(cong) 臭氧的性質來看,它既是上天賜與(yu) 人類的一把保護傘(san) ,又是一劑猛烈的毒藥。目前,對於(yu) 臭氧的正麵作用以及人類應該采取哪些措施保護臭氧層,人們(men) 已達成共識並做了許多工作。但對於(yu) 臭氧的負麵作用,目前除了進行大氣監測和空氣汙染預報外,還沒有真正切實可行的方法加以解決(jue) 。
美國國家研究委員會(hui) 去年4月發布的一項報告認為(wei) ,如果統一對各個(ge) 城市的臭氧極限濃度進行規定,肯定低於(yu) 目前的公共健康標準規定的數值。問題在於(yu) ,人們(men) 對臭氧汙染的敏感程度不一樣,臭氧濃度變化並不意味著每個(ge) 人的生命安全係數都有相同的保護水平。該委員會(hui) 聲稱,更進一步的研究將揭示,臭氧極限濃度值怎麽(me) 樣因人而異,在多大程度上取決(jue) 於(yu) 個(ge) 人對臭氧汙染的敏感性。美國控製臭氧汙染每年的花費在1億(yi) 美元左右,但臭氧汙染的形勢還非常嚴(yan) 峻.