原本保護我們的臭氧，怎麼成了「首要污染物」？

相對於霧霾，臭氧並沒有讓我們感到可怕。但是不久前在河北舉辦的2017京津冀大氣污染防治高峰論壇上，中國的科學家們發出了警告：低空大氣中的臭氧濃度在逐年提高，應該引起重視。目前在珠三角地區臭氧已經超過PM2.5成為了首要污染物。

我們總能聽到一個科學事實：地球由於有臭氧層的存在，才能過濾掉大部分的紫外線，保護地球的生命不受太陽光芒的損害。

實際情況的確如此，地球大氣層中的平流層（距離地球表面7到11公里-50公里）內存在著大量的臭氧分子，形成一個薄薄的透明層，保護著地球上的生命體。大氣中的臭氧是怎麼來的呢？陽光中強烈的紫外線照射著由兩個氧原子組成的氧分子，由於陽光能量的影響，一部分氧氣分子分解成兩個單一的氧原子。遊離不定的氧原子和沒有分解的氧分子結合，最終就形成了由三個氧原子組成的臭氧分子（O3）。

臭氧的分子模型，三個氧原子組成了臭氧分子

臭氧分子是不穩定的，具有很強的氧化作用，很容易與其他的氧原子或其他的氮氧化物發生化學作用而消失。平流層中的臭氧分子不斷地形成和消失，持續在一種穩定的狀態，時刻在保護著我們。

那麼臭氧又是如何成了「污染物」呢？

這裡有兩個關鍵的因素：

首先是「強氧化性」。臭氧分子的氧化性，使得動植物或人體接觸到臭氧時細胞會因氧化作用而死亡，尤其是我們活躍的肺泡細胞。其次是「低空」。低空中的臭氧已經無法實現吸收紫外線的作用，反而能夠被我們接觸到，雷雨天過後空氣中會有淡淡的腥氣，這就是我們接觸到的濃度很低基本無害的低空臭氧。

這些我們能夠接觸到的有害臭氧是如何產生的？它們主要的來源是由汽車尾氣、石油工業排放出的氮氧化物，經過紫外線的照射產生。這種氮氧化物主要是二氧化氮（NO2）和一氧化氮（NO）。其中二氧化氮的顏色是紅棕色的，很多時候如果你在晴朗的天氣望向地平線，發現遠處有薄薄的一層淺紅色煙氣，這很可能不是霞光，而是紅色的二氧化氮與其他氮氧化物的混合氣體。這些氮氧化物在光線的照射下發生化學作用，產生高濃度的臭氧，損害我們的健康。這種煙氣一樣的污染現象，被稱為：「光化學煙霧」，其中的有害物有很多種，氮氧化物和由此產生的臭氧都屬於光化學煙霧的成分。

美國加州金門大橋後面的淺紅色光化學煙霧。圖片來源：By Aaron Logan - http://www.lightmatter.net/gallery/Travel/ggb，CC BY 1.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=13561

臭氧強烈的氧化性，使得它們可以被我們用作殺菌劑，殺死空氣或水中的細菌。有些廚具消毒機就是用電離空氣的方法產生臭氧，為餐具消毒。這些機器中泄漏的臭氧並不能達到危害健康的濃度，所以是可以放心使用的。同時高空中的臭氧從大氣中出現氧氣開始就在保護著我們整個生態系統。但濃度的高低和所處位置的不同讓高低空臭氧對生命的作用完全不同。

光化學煙霧會以比較高的濃度大面積地污染整個地區，這就必須讓我們提高警惕。高濃度的氮氧化物出現的時候，會讓臭氧持續產生，這種時候就不適合外出活動。我們平時也應當多多乘坐公共交通工具，適當減少開車，來為降低光化學煙霧貢獻自己的力量。

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