科普｜认识臭氧：既是地球卫士，又有健康隐患！
科普｜认识臭氧：既是地球卫士，又有健康隐患！
臭氧（O3）是一种在大气中既扮演“地球卫士”角色又可能对人体健康造成威胁的复杂气体。本文将全面解析臭氧的成因、功能，以及当浓度超标时对人类和环境的潜在威胁，帮助读者深入理解臭氧对于生态环境和健康的双重影响。
臭氧的有益之处
臭氧之所以被称为“地球卫士”，主要是由于它在大气层中扮演的防护角色。在距离地面约30公里的高层大气中，集中了地球上90%的臭氧，形成了臭氧层。这一层的臭氧能够吸收210-290纳米波长的紫外线，有效防止紫外线对人类和动植物的伤害，维护地球的生态平衡。
同时，臭氧具备良好的杀菌、脱色和除臭能力，因此在多个领域得到广泛应用。例如，在水处理、空气净化、食品加工和农业等领域，臭氧以其高效的性能逐渐取代了部分化学药剂。由于它在使用过程中产生的二次污染物和残留极少，因而被视为一种环保的选择。
臭氧的危害
尽管臭氧在高层大气中可被视为保护伞，但在近地面大气中，当臭氧浓度过高时便会成为一种有害物质。臭氧通过呼吸道进入人体，能够刺激呼吸道，损伤肺部，造成肺功能改变，并增加哮喘和气道炎症的风险。研究表明，当臭氧浓度达到100-140μg/m³时，敏感人群会感受到眼、鼻、喉黏膜的刺激，140-160μg/m³时可能出现口干、喉痛等症状。此外，臭氧也会影响心血管系统，使老年人及心血管疾病患者的健康风险增加。
臭氧不仅对人体健康构成威胁，还对生态环境造成影响。许多植物对臭氧敏感，过高浓度会使植物出现伤害，直接影响农作物的产量和质量。建筑材料、衣物及其他物质等也可能受到臭氧的腐蚀和破坏。
臭氧的来源
近地面臭氧的形成主要是由于人类的生产生活排放以及自然环境的影响。例如，在工业生产、汽车尾气和能源使用的过程中，会产生氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）等一系列一次污染物。这些物质在强烈的紫外线照射下，通过光化学反应生成臭氧。因此，NOx和VOCs的排放量直接影响着近地面臭氧的浓度。统计数据显示，目前我国的VOCs和NOx排放总量仍处于高位。而室内电器如复印机和空气净化器等也有可能通过电离或光化学反应产生臭氧。
臭氧浓度的变化
臭氧浓度受人类活动和自然气象因素的双重影响。在工业发达、人口稠密的城市群，如京津冀、长三角和珠三角等地区，臭氧污染的情况尤为严重。温度、湿度、辐射等气象条件均能影响臭氧的浓度：高温低湿条件下，臭氧浓度会普遍较高。此外，研究发现臭氧浓度存在明显的“周末效应”，这是由于交通模式的变化引起的NOx排放差异所致。
防护策略
当臭氧污染严重时，公众应积极关注所在地区的环境空气质量指数（AQI）。在AQI达到轻度污染级别并以臭氧为主要污染物时，应引起重视，及时采取防护措施。外出活动时，尽量避开臭氧浓度最高的时间段，如下午2-4时；敏感人群可佩戴口罩、眼镜等防护用具，并且在污染严重时关闭门窗，减少室内空气的流通。对于办公环境中的臭氧污染，可以使用含活性炭滤网的空气净化器。
目前，国家已经在《环境空气质量标准》中将臭氧列为常规检测指标，并设定了相应的浓度限值。这意味着，随着环境治理的深入与公众的环保意识提升，控制臭氧浓度将成为未来一项重要的环保工作。
正如《臭氧污染防治攻坚行动方案》中所阐述的，力求将氮氧化物与VOCs的排放降低，协同治理各种污染源，以满足人民日益增长的健康需求。
总结
臭氧作为一种重要的气体成分，在生态系统中扮演着双重角色，既是保护伞，也可能成为健康隐患。公众应提高对臭氧的认识，采取必要的防护措施，积极参与到环境保护工作中。只要我们共同努力，加上有效的政策与措施，就一定能够在保护生态环境的同时，保障全民健康。