臭氧污染的防护 臭氧污染的危害及防护

2017-12-25 - 臭氧污染

近日,根据环境保护部发布的74城市空气质量监测情况,5月份,臭氧取代PM2.5成为不少地区的首要污染物,比如,京津冀地区主要污染物为PM2.5和臭氧,长三角地区主要污染物为臭氧和PM2.5,而珠三角地区主要污染物仅有臭氧。

而从7月25日至8月5日,上海已经连续12天臭氧污染,其中7天中度污染,5天轻度污染。可以说人们在逐渐关注到雾霾污染的同时,却忽略了“低调”的臭氧污染。那么什么是臭氧污染?臭氧污染是怎么产生的?臭氧污染有办法预防吗?......等一系列问题成为网络以及各大媒体的热搜关键词。记者通过各方面渠道了解到以下一些重要的相关信息。

一、什么是臭氧污染?

一说起臭氧大家可能会疑惑,因为臭氧层是可以防止紫外线的。前几年专家们还呼吁人们保护臭氧层,怎么一转眼臭氧就变成污染了呢?记者通过环境保护部科技标准司了解到,地球的臭氧有90%在平流层中,平流层中的臭氧能有效阻止来自太阳辐射中的大部分紫外线,保护地球的生存环境;但是如果臭氧在对流层中,也就是在市民呼吸的空气里,它将成为“杀手”。

并且,臭氧浓度越高,危害也就也严重甚至可以致命,因为臭氧几乎能与任何生物组织反应,对呼吸道的破坏性很强,它会直接刺激和损害鼻黏膜和呼吸道,这种刺激会引发一系列的呼吸道疾病,所以,平常就有一些慢性的呼吸道疾病的人,在低浓度的臭氧环境下就会有诱发这些疾病。

二、臭氧污染是如何产生的?

了解了臭氧污染,那么这种亦敌亦友的污染是如何产生的?记者通过兰禾口罩实验室了解到,它是内燃机和发电厂等造成的空气污染所引起的。汽车废气和工业排放物会释放出一系列氮氧化物气体(NOx)和挥发性有机化合物(VOC),这些都是燃烧汽油和煤的副产物。

在春末、夏季和初秋阳光灿烂的高温天气条件下,NOx和VOC与氧发生化学反应,形成臭氧。高浓度的臭氧一般形成于炎热的下午和傍晚,并在较为凉爽的夜晚消散。从NOx污染物产生臭氧的过程:二氧化氮分子经过阳光照射,释放出氧原子,这些氧原子又去攻击氧分子,从而形成臭氧。

一氧化氮能够与臭氧结合重新生成二氧化氮,此循环过程不断重复。与其说臭氧污染,不如称之光化学污染。汽车、工厂等污染源排入大气的挥发性有机污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在强烈的阳光紫外线照射下,吸收太阳光的能量,使原有的化学链遭到破坏,发生光化学反应,生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。

参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物称之为光化学烟雾。臭氧是光化学烟雾的主要成分。人们在监测这些污染物时,臭氧浓度也是最主要的指标。因此,如何治理臭氧污染的问题是一个长久的计划,首先从我们优化空气质量做起。

三、现价段的臭氧污染能预防吗?

知道了臭氧污染的产生过程,那么人们如何预防,如何保护自己,这也是当务之急。记者查阅大量资料没有发现能够帮助人们来预防臭氧污染的用品,只在少量的文献中,有提到兰禾口罩实验室进行臭氧污染防护的调查和研究。记者最后联系到兰禾口罩实验室的负责人曹军进行了采访。

曹军是国内极少数的连续12年专注于呼吸防护和口罩研究的专家,《广州新快报》、《理财周刊》和《光彩杂志》等系列媒体都对他进行过专题采访,他最近刚刚向《日用防护型口罩》新国标提出系列修改意见,相关专家组正在研究他的意见稿。

针对臭氧的污染防护,曹军这两年来一直带领兰禾口罩的研发人员进行专项研究。曹军指出,臭氧的污染比PM2.5的污染更难防、更难觉察到、更容易忽视掉,因此臭氧污染的危害也就更大。

因为,炎热的夏季,即使晴空万里,尤其在大城市,只要有密集的汽车,在高温的作用下,就会产生臭氧污染,而人们常常忽视这个污染,不做任何防护措施,因此危害更大。比较著名的事件是1955年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件,臭氧是最主要的元凶之一,当地因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人;到了1970年,洛杉矶约75%以上的市民患上了红眼病;同时也在1970年,日本也发生了东京杉并区的女高中生由于眼部和头部疼痛被送进医院的事情,主要原因也是臭氧污染。

怎样进行臭氧污染的预防和防护呢?曹军指出,臭氧浓度在一天中变化比较大,通常在太阳落山后和夜间,浓度只有几十微克;而在夏季高温天气时,臭氧很容易超标,动辄达到几百微克。由于臭氧的比重约为空气的1.66倍,常常聚集在下层空间,所以个头小的儿童是最直接的受害者。

因此,预防臭氧污染做到以下几点:第一,在臭氧污染环境下,减少外出,或者避开一天的臭氧高峰段。第二,正常情况下,如果室内没有打印机等易产生臭氧的污染源,臭氧在室内差别是很大的,因此在高温天气下因尽量关闭门窗。

如果在臭氧超标的天气,需要外出办事,应当怎样进行防护呢?曹军指出,由于臭氧在正常情况下,无色无味,相关性状与空气中氧气、二氧化碳等气体类似并混在一起,常规的治理手段很难起到效果,如果使用特殊的化学手段进行治理,又极易产生另外一种化学污染危害,而臭氧又是通过呼吸进入人体产生危害,所以目前市面上没有专门的呼吸防护用品能够防护臭氧污染的危害。

不过,我们兰禾口罩实验室的研究人员通过这段时间的研究已经发现了一些能够减少臭氧污染的方法。

我们研究发现:臭氧分子量为48(2.144密度)大于氧气和二氧化碳的分子量28和44,同时臭氧区别于氧气和二氧化碳的一个重大特性是极性分子。我们尝试了几十种不同的吸附材料对氧气、二氧化碳和臭氧混合气体进行吸附,结果发现活性炭对臭氧一定的吸附作用,能够大大减轻空气中的臭氧污染的危害,但仍无法吸附混合气体中的绝大部分臭氧。

随着研究的深入,我们兰禾口罩的研究人员进一步发现,活性炭种类的不同和半成品制法的不同也对臭氧的污染吸附效果产生较大的差异。

兰禾口罩实验根据自身的研究结果选择较好的活性炭种类和对活性炭吸附效果损坏最小的方法试制了一部分兰禾活性炭口罩,经测试表明能够减轻臭氧的污染,但效果还需要提升。今年我们兰禾口罩实验室已经联合日本贺兹县立大学和复旦大学进一步针对臭氧吸附材料深入开发和研究,争取能对臭氧的呼吸防护能够取得质的突破。

因此,针对臭氧的防护用品,通过对兰禾口罩的采访,记者这里建议大家,臭氧污染高的情况下,可以佩戴碳含量高的一次性活性炭口罩进行防护,虽然无法避免臭氧的污染危害,但目前没有更好的防护用品前,能大大减少臭氧的危害。

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