研究揭示解决颗粒物污染为何导致地表臭氧浓度上升

　　2022年7月7日，《自然·地球科学》（ Nature Geoscience ）发表题为《气溶胶抑制的光化学臭氧机制对地表臭氧的控制》（Suppression of Surface Ozone by an Aerosol-inhibited Photochemical Ozone Regime）的文章指出，减少颗粒物污染导致印度和中国的地表臭氧（O3）浓度上升，需要采取新的策略来考虑污染物之间的相互作用，并加速减少氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOCs）的排放。
　　O3是VOCs、一氧化碳（CO）和甲烷（CH4）在NOx存在下通过光化学反应产生的一种污染物。几十年来，颗粒污染和臭氧污染一直被世界各地的政策制定者认为是两个单独的问题，控制臭氧污染也一直被认为仅依赖于减少NOx或VOCs。如果过氧自由基的自反应占主导地位（称为＂NOx限制＂机制），则减少NOx排放是最有效的；如果羟基自由基和二氧化氮反应占主导地位（称为＂VOCs限制＂机制），则减少VOCs排放是最有效的。来自英国约克大学（University of York）的研究人员使用先进的大气化学传输模型（GEOS-Chem），发现存在＂气溶胶抑制＂的第三种机制，这种机制为颗粒物上的过氧氢自由基（HO2）占主导地位，表明颗粒物污染和臭氧污染之间存在密切的关系。
　　研究发现，1970年，有2%的北半球人口生活在受＂气溶胶抑制＂机制的环境中，但到2014年，这一比例上升到21%。1970年，＂气溶胶抑制＂化学作用抑制了北美和欧洲的地表O3浓度；2014年，＂气溶胶抑制＂化学作用正在抑制亚洲的地表O3浓度。通过进一步模拟颗粒物污染减少对O3的影响发现，2014年，由于政策干预降低了颗粒物浓度，去除气溶胶对HO2的吸收导致中国华北平原的O3浓度增加了20%~30%。印度-恒河平原（Indo-Gangetic Plain）是全球观测灵敏度最高的地区之一，O3浓度增加了30%以上。因此，HO2的吸收对地表O3浓度有很大的影响，特别是在目前的中国和印度。如果不同时减少VOCs和NOx等O3前体污染物的排放，这第三种光化学O3机制将导致亚洲颗粒物污染减少和地表O3浓度增加之间的潜在矛盾。研究人员呼吁采用新的策略来考虑污染物之间的相互作用，解决该问题的方法是有针对性地减少更大范围的污染物，特别是来自化学物质和燃料的VOCs以及燃烧产生的NOx。
　　转载本文请注明来源及作者：《资源环境动态监测快报》2022年第14期，廖琴 编译。