摘要:AP环境科学知识点详解之一光化学烟雾的成因及治理策略 让我们先来看一篇卫报上的新闻:Pollution watch: let's rate exhaust fumes as also a lethal road risk (https://www.theguardian.com/environment/2018/jun/21/pollutionwatch-lets-rate-exhaust-fumes-as-also-a-lethal-road-risk) 。在这篇新闻中,记者引用了来自瑞典的多名科学家的实验数据,证实了汽车尾气(traffic exhaust)导致的死
AP环境科学知识点详解之一——光化学烟雾的成因及治理策略
(https://www.theguardian.com/environment/2018/jun/21/pollutionwatch-lets-rate-exhaust-fumes-as-also-a-lethal-road-risk) 。在这篇新闻中,记者引用了来自瑞典的多名科学家的实验数据,证实了汽车尾气(traffic exhaust)导致的死亡人数比交通事故多出7~11倍,正可谓是马路上的“无形杀手”。鉴于此,瑞典和英国的科学家在推动一个名为“Vision Zero”的计划,致力于将交通污染控制在一个可以接受的水平,最终大幅降低城市居民暴露于汽车尾气下的各类呼吸道疾病的发病率。数据表明,仅仅在瑞典的一个城市,马尔默(Malm?),“Vision Zero”计划就能每年减少55~93例因呼吸道感染而过早死亡的病例。
所以,在世界范围内,交通污染所带来的人体健康暴露风险都已经成为人们所关注的焦点。在中国的一些大型城市中,居民的机动车持有数量持续攀升,上下班高峰期拥堵严重,所以有些城市不得不采用单双号现行政策,这也从侧面说明了城市中汽车数量之多。这就带给我们一个不得不慎重考虑的环境问题:汽车尾气所造成的城市光化学烟雾(photochemical smog)污染。
提起光化学烟雾,人类首次认识到它的存在是发生于1943年的洛杉矶,这也是现代环境运动的标示性事件之一。这种烟雾的特征是呈现出浅蓝色,具有强烈的刺激性,甚至能导致橡胶开裂,人类在接触到这些烟雾之后,眼睛会感到刺痛,伴随着肺部强烈的不适感。另外,由于烟雾多存在于地表附近,所以对于婴幼儿的健康效应更加明显,当污染物累积到一定程度,甚至会损害婴幼儿的肺部发育。
在理解了光化学烟雾的产生和发展过程之后,我们可以做出判断,在上午早高峰时,大量汽车尾气的排放是其根本原因,此时碳氢化合物和一氧化氮的浓度达到峰值,而随着自由基反应的进行,臭氧、甲醛和过氧乙酰基硝酸酯的浓度逐渐升高,一般会在午后达到峰值。虽然傍晚的下班高峰期仍然会有大量汽车尾气的产生,但是阳光的照射较弱,已经达不到形成光化学烟雾的基本要求。
接下来就是应对光化学烟雾的一些策略,其实AP环境科学中经常会考察同学们对于某一环境问题的治理策略,对于这一类问题我们可以形成一个较为系统性的应对技巧。首先是在人类行为的改变方面,例如我们可以采用更加环保的出行方式,减少私家车的持有量和使用频率,这也就要求政府做出配合,为市民提供更加便捷的公共交通服务系统。其次是在污染的源头控制方面,我们可以对于汽车的尾气排放系统提出要求,安装相应的氮氧化物去除装置,减少污染物的排放,从而降低光化学烟雾的发生频率。最终是污染物的去除和环境系统的修复策略,因为光化学烟雾是一类气态污染物,在产生之后非常难于对其进行控制,仅能依靠大气的自净能力对其进行去除,但是如果是遇到其它环境问题的话,同学们可以尝试从这一角度提出治理策略。