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NEJM论文引争论:臭氧是有益气体还是健康杀手

时间:2019-03-02 20:43来源:网络整理 作者:admin 点击:
NEJM论文引争论:臭氧是有益气体还是健康杀手 一提到臭氧,人们会认为它是大气层中让人类免受紫外线伤害的保护伞。但美国研究人员经过一项长期调查认为,一向以正面形象示人的臭氧其实是人体健康的温柔杀手。加州大学伯克利分校的科学家在3月12日出版的美

 
 
NEJM论文引争论:臭氧是有益气体还是健康杀手  
 

 

一提到臭氧,人们会认为它是大气层中让人类免受紫外线伤害的“保护伞”。但美国研究人员经过一项长期调查认为,一向以正面形象示人的臭氧其实是人体健康的“温柔杀手”。加州大学伯克利分校的科学家在3月12日出版的美国《新英格兰医学杂志》(NEJM)上发表论文称,臭氧超标会引起呼吸系统和心血管疾病,给人类健康造成严重危害。

 

臭氧污染与臭氧层无关

 

臭鸡蛋、臭鞋……一提到与臭有关的东西,人们就会皱眉头,但臭氧是个例外。近来媒体对保护臭氧层及臭氧治疗、臭氧使空气清新等进行密集报道,臭氧以一副“有益气体”的面孔出现在人们的视野里。此外,南北极臭氧层遭破坏,紫外线引起的皮肤病增多,给人们留下这样一个错觉——臭氧越多越好,因为它是人类的“保护伞”,时刻保护人类免受紫外线的伤害。

 

臭氧层“保护伞”之称并非浪得虚名,它在吸收紫外线方面功不可没。美国环境保护局(EPA)公布的数据显示,大气层中90%左右的臭氧存在于距离地面15~50公里的平流层中,能有选择地吸收太阳辐射中波长较短(低于320纳米)、能量较高的射线。由于这种吸收作用,最后只有约1%的短波射线能够穿透大气层到达地面。对人体和其他生物有致癌和杀伤作用的紫外线、X射线、伽马射线及其他高能射线,在到达地面前大部分被吸收,使人类免受其伤害。

 

但需要说明的是,真正给人类提供保护作用的是离地20~30公里处的臭氧层。这里的臭氧是在雷电、太阳高能射线辐射等自然条件下产生的,也是臭氧层遭受氟化物等破坏的重灾区。虽然臭氧层可以保护人类,但处在对流层中由于人类活动而产生的臭氧却是“健康杀手”。

 

在车水马龙的街上行走,我们常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾。臭氧就是光化学烟雾的主要成分,是由汽车排放的氮氧化物等转化而来的,只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。

 

对人类健康危害大

 

目前,对流层中的臭氧已被世界卫生组织(WHO)及美国环保局认定为污染气体。研究表明,空气中臭氧浓度在0.012ppm(1ppm为百万分之一)水平时,能导致皮肤刺痒,眼睛、鼻腔、呼吸道受刺激,肺功能受影响,出现咳嗽、气短和胸痛等症状。美国一些城市卫生部门的监测数据显示,空气中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就医人数平均上升7%~10%。加州大学伯克利分校的研究人员调查了全美96个主要城市的污染数据,以及美国过去20年里的相关死亡人数。结果发现,地表臭氧浓度每增加10ppb(1ppb为十亿分之一),呼吸道疾病特别是肺炎等的死亡风险就增加4%。

 

在近年的研究中,美国环保局、美国国家研究委员会等机构,用更精确的模型得到了大量有关对流层臭氧污染的数据。伯克利分校公共健康学院迈克尔·杰拉特博士等撰写的论文也认为,目前臭氧超标与呼吸系统疾病间的关系已得到认定,大量研究表明,地面臭氧与心血管疾病存在关联。美国国家研究委员会的科学家已宣布确定了臭氧的危险浓度值(具体数字并未透露),超过这个数值就意味着死亡。

 

那么,臭氧是如何完成从保护伞到“健康杀手”蜕变的呢?这得从臭氧超活泼的化学性质说起。臭氧反应活性强,极易分解,在常温下可将银氧化成氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅。作为强氧化剂,臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时,就与呼吸道中的细胞、流体和组织反应,导致肺功能减弱和组织损伤。对患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更为明显。

 

臭氧浓度与人期望背道而驰

 

无论从浓度还是含量上讲,地表臭氧都不可与平流层中的臭氧层同日而语。站在对人类有利的角度来说,平流层臭氧浓度较高、对流层较低是比较符合期望的。但糟糕的是,由于环境污染愈演愈烈,两个区域的臭氧浓度与人类的期望背道而弛。

 

由于氟利昂的大量使用,使臭氧层的平衡受到了干扰。氟利昂到达大气上层后,在紫外线照射下分解出自由氯原子,氯原子与臭氧发生反应,使臭氧分解。由于氯原子在发生上述反应后能重新分解出来,所以高空中即使有少量氯原子,也会使臭氧层受到严重破坏。据分析,平流层中的臭氧减少1%,到达地面的紫外线强度便增加2%。据估计,到2025年,平流层中的臭氧可能减少10%。臭氧层的破坏将使紫外线等短波辐射增强,导致皮肤癌患者增加,同时对自然生态系统带来严重影响。

 

不过,被排入大气的氟利昂几乎不会破坏地表臭氧。由于城市空气流动速度相对较慢,人类生产生活排出的、可以转化为臭氧的废气逐渐增多,在一些污染严重的城市,臭氧形成了累积性污染。由于强氧化作用,较高的臭氧浓度对植物、动物及很多材料如塑胶、橡胶都有害。

 

从臭氧的性质来看,它既是上天赐与人类的一把保护伞,又是一剂猛烈的毒药。目前,对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层,人们已达成共识并做了许多工作。但对于臭氧的负面作用,目前除了进行大气监测和空气污染预报外,还没有真正切实可行的方法加以解决。

 

美国国家研究委员会去年4月发布的一项报告认为,如果统一对各个城市的臭氧极限浓度进行规定,肯定低于目前的公共健康标准规定的数值。问题在于,人们对臭氧污染的敏感程度不一样,臭氧浓度变化并不意味着每个人的生命安全系数都有相同的保护水平。该委员会声称,更进一步的研究将揭示,臭氧极限浓度值怎么样因人而异,在多大程度上取决于个人对臭氧污染的敏感性。美国控制臭氧污染每年的花费在1亿美元左右,但臭氧污染的形势还非常严峻。

(责任编辑:admin)
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