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热浪如何导致空气质量恶化

当温度升高时,空气污染也会加剧。

每年,全球各地的极端热浪都会导致因心血管和呼吸系统疾病、中暑等热应激病症以及其他与热有关的疾病而死亡和住院的人数增加。

近年来,北美、欧洲和南亚的高温造成了危险的空气污染水平(1)。其中一个原因是热量起到了化学催化剂的作用,将空气中现有的元素转化为臭氧 和其他有害的副产品。

什么是臭氧?

对于大多数人来说,一提到 臭氧 就会想到臭氧层,也称平流层臭氧。它天然存在于地球的高层大气中,通过吸收太阳紫外线来保护我们免受紫外线的伤害。平流层臭氧占地球臭氧的 90%。

地面臭氧是一种化学污染物,由阳光、氧气和两种空气污染颗粒(氧化氮和挥发性有机化合物)反应生成。

有害的臭氧是地面臭氧或对流层臭氧。它是一种化学污染物,由阳光、两组空气污染颗粒反应而成: 氮氧化物挥发性有机化合物 (VOC).地面臭氧是烟雾的主要成分 (2)。

因此,热浪和臭氧浓度的飙升是相辅相成的,这应该引起人们对夏季热浪的关注。

臭氧成分的来源

我们都知道阳光和氧气的来源。有助于产生臭氧的氮氧化物和挥发性有机化合物有多种来源。

氮氧化物的来源包括 (3):

  • 机动车
  • 发电厂
  • 其他燃烧源
  • 雷击
  • 火山
  • 海洋
  • 生物衰变

挥发性有机化合物的来源包括 (4):

  • 机动车
  • 木材燃烧
  • 工业排放
  • 化工厂
  • 炼油厂
  • 清洁剂和消毒剂
  • 油漆、脱漆剂、清漆和面漆
  • 烟草烟雾

臭氧对健康的影响

臭氧是一种肺刺激物。吸入地面臭氧会对人体健康造成短期和长期危害。最容易受到这种危险影响的人群是儿童、老年人、哮喘患者、肺病患者以及在户外工作或锻炼的人。

短期症状包括

  • 呼吸急促
  • 深呼吸时疼痛
  • 肺部和喉咙不适
  • 喘息和咳嗽

长期接触臭氧会产生以下影响

  • 哮喘发作次数增加
  • 肺功能减退
  • 呼吸系统疾病恶化
  • 心血管疾病

臭氧对肺部有什么危害?

臭氧会急性损害肺内膜组织 (5)。长期接触臭氧与呼吸系统疾病导致的过早死亡有关(6)。

在患有慢性阻塞性肺病和间质性肺纤维化这两种呼吸系统疾病的患者中,高浓度的臭氧暴露与不良后果有关,包括死亡率和住院次数增加(7)(8)。

与生活在臭氧浓度较低地区的儿童相比,生活在臭氧浓度较高地区的哮喘儿童因哮喘发作住院的风险更大。

与生活在臭氧浓度较低地区的儿童相比,生活在臭氧浓度较高地区的哮喘儿童因哮喘发作住院的风险更高(9)。

母亲在怀孕期间接触高浓度臭氧的新生儿肺功能会下降(10)。

臭氧对心脏有什么影响?

美国心脏协会的一项研究详细说明了臭氧与心脏病发作之间的联系(11)。

研究显示,接触臭氧会导致生理变化,而这些变化与心脏病发作有关。这些变化包括

  • 炎症加剧
  • 凝血剂减少
  • 可测量的心律变化

研究人员仅在接触臭氧两小时后就观察到了年轻健康成年人的这些变化。接触臭氧的结果并不是永久性的;大多数影响在 24 小时后就消失了。

在这项研究中,23 名年轻成年人暴露在 0.3ppm 的臭氧中,这实际上高于美国环保署规定的 8 小时暴露标准。不过,由于暴露时间较短,总暴露量与美国环保局的标准大致相同。

空气中的颗粒物与患有心血管疾病的老年人的死亡有关。

"这项研究的第一作者、美国环境保护局高级科学家罗伯特-德夫林(Robert B. Devlin)博士说:"这项研究为急性臭氧暴露与死亡之间的联系提供了一个合理的解释。

美国心脏协会也指出,空气中的颗粒物与患有心血管疾病的老年人的死亡有关。研究人员说,臭氧和空气中的颗粒物污染可能通过类似的机制导致死亡。

热浪引发野火--臭氧成分的主要来源

更频繁的热浪会对我们的环境产生危险的连锁反应。气温升高会加剧和延长干旱状况。灌木丛、草地和林地变得更加干燥。这些火药桶条件可能导致大规模野火,如 2022 年在以下地区发生的火灾 新墨西哥州美国西海岸.

虽然美国西南部的热浪众所周知,但极端高温事件也为温带地区的野火创造了更有利的条件。 欧洲阿拉斯加 和加拿大北部冻原。

野火产生的滚滚浓烟含有臭氧的主要成分--挥发性有机化合物和氮氧化物。

野火产生的滚滚浓烟含有臭氧的主要成分--挥发性有机化合物和氮氧化物 (12)。

野火造成的危险空气质量并不局限于附近地区。野火烟雾可以 数千英里.空气质量差 西部野火影响城市 近年来,美国和加拿大东海岸的城市也受到了影响。

启示

最近建立的一个统计模型推测,到 2050 年,美国夏季热浪将增加,臭氧达到不健康水平的天数也将增加,尤其是在西南部和东北部地区(13)。

防止今后因臭氧浓度过高而导致空气质量变差的方法之一是减少大气中的两种主要成分--氮氧化物和挥发性有机化合物的含量。这可以通过限制或消除它们的来源来实现,尤其是化石燃料燃烧和木材燃烧。

作为个人,您可以通过倡导更严格的空气质量法规以及过渡到使用可再生能源为车辆、家庭和企业提供动力来帮助实现这一目标。

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