北京冬季会发生光化污染事件吗？

虽然目前北京PM2.5检测出来的有机物中，和洛杉矶光化学烟雾事件中具有相同的有机化合物成分，但两者并不具备可比性。

继PM2.5之后，“光化烟雾”又成了一个环境热词。近日，中国科学院公布了该院“大气灰霾追因与控制”专项组的最新研究结果：近期持续、大范围的强雾霾中，含有大量的含氮有机颗粒物。一时间，含氮颗粒物是否会直接对人体造成生命威胁，北京是否会发生光化学烟雾事件，以及光化烟雾的成因、治理措施是什么？这些摆在公众面前的疑问，引发了民众对“光化烟雾”的极度关注。

不过，对此专家表示，此轮灰霾天中确存在含氮有机颗粒物，但其含量远未达到伦敦、洛杉矶光化学污染事件程度，公众不必恐慌。

北京不会成为“毒雾工厂”

记者了解到，中科院去年启动了“大气灰霾追因与控制”专项组、大气物理所“大气灰霾溯源”外场观测项目组，对今年1月的强霾污染过程进行全程追踪观测分析和溯源分析。

专项组负责人、中科院大气物理所研究员王跃思告诉记者，根据他们的检测，北京城市大量的机动车排放是造成氮氧化物大气浓度上升的原因，其危害不只是生成了无机硝酸盐，与以往不同的是生成了大量的含氮有机颗粒物。这次污染过程最危险的信号是大量含氮有机颗粒物的检出，它是大量二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物或颗粒物中有机组分相互反应，共同产生的有机含氮细颗粒污染物。这在他看来是“最危险的信号”，因为它就是美国南加州上世纪光化学烟雾的主要成分之一。

不过，对此北京会不会像美国那样出现严重的光化学污染事件，北京大学环境科学与工程学院教授谢绍东有不同的看法。

“虽然目前北京PM2.5检测出来的有机物中，和洛杉矶光化学烟雾事件中具有相同的有机化合物成分，但两者并不具备可比性。” 谢绍东强调。

他说，美国洛杉矶烟雾（光化学烟雾）中的主要二次污染成分之一是过氧乙酰硝酸酯（PAN），是气体。它不仅是光化学烟雾中刺激眼睛的主要有害物，而且是造成皮肤癌的可能致变剂，还是植物的毒剂。当年美国洛杉矶光化学烟雾事件主要是由汽车尾气排放造成的。具体的产生过程是：汽车尾气排放的烯烃类碳氢化合物和氮氧化合物，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质，这种化学反应被称为光化学反应，其产物为含有对动物、植物和材料有害的臭氧、PAN、丙烯醛、甲醛等二次污染物的光化学烟雾。

“而北京的雾霾天出现在冬天，跟洛杉矶的光化学烟雾事件并不能相提并论。并且，即使北京的雾霾天气中的化学成分和洛杉矶光化学烟雾事件中的某些化学成分有可能相同，但其形成的机理和来源并不一样，具有各自不同的特点。” 谢绍东说。

南京市环境科学研究所的一项研究也证实，光化学烟雾污染形成是要具备三个条件的：一是大气中存在一定量的污染物，主要是氮氧化合物、碳氢化合物，来源是机动车和电厂废气；二是湿度低、气温在24℃-32℃度的夏季晴天的中午或午后，天气光照充足，只有在这样的天气条件下通过强光才能促成反应；三是挥发性有机物（VOC）和氮氧化物（NOx）反应活跃，浓度严重超标。

谢绍东说，与美国洛杉矶相比，北京雾霾天的确存在光化学反应，但是由于含量较小，并不至于形成光化学烟雾，因此市民并不用太担心。不仅如此，光化烟雾的形成还需要具备一定的条件。其中，气象条件对光化烟雾的形成有重要影响，在有强烈日照的晴日、微风、接地逆温层存在时容易形成。

“至于大气颗粒物中的有机物是否对人体健康有害，仍然取决于是什么样的有机化合物和摄入的量，但颗粒物浓度达到多少就会直接威胁健康，目前国内外还在不断研究，并没有统一标准。”他说。

揭开“毒烟雾”神秘面纱

“事实上，光化学反应在我国各大城市普遍存在，通常以臭氧浓度为监测指标，但具体达到何种级别可以称之为‘污染事件尚未有明确界定。”谢绍东说。在北京，光化学反应频发时间大约是每年的4月到7月。

2008年奥运期间，国际奥组委专门要求北京检测臭氧。因为这个物质是光化学反应的产物，通常认为这个物质一出现，就意味发生了光化学反应。这也就是说，只要有挥发性有机物、氮氧化物等就有可能发生光化学反应。只是光化学反应的强度不同、程度各异而已。

他表示，光化烟雾的形成过程十分复杂，无机和有机化合物都参加了反应，反应过程也相当复杂。有人说要用 102个反应式来描述整个过程，其复杂程度可想而知。不过要控制光化学污染主要是控制臭氧生成。当臭氧浓度高的时候，就是光化学反应很活跃的时候。而形成臭氧的前提物就是挥发性有机物（VOC）和氮氧化物（NOx），它们主要来源于汽车尾气和工业排放。

中国工程院院士、北京大学环境工程学院教授唐孝炎也撰文指出，光化学烟雾污染是典型的二次污染，即由源排放的一次性污染物在大气中经过化学转化而形成，污染区域可达下风向几百到上千公里，是一种区域性的污染问题。它一般出现在相对湿度较低的夏季晴天，最易发生在中午或者下午，夜间消失。光化学烟雾造成危害的主要原因是由于对流层的臭氧与其他氧化剂直接与人体和动植物接触，其极高的氧化性能刺激人体的黏膜系统，人体短期暴露其中能引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、疲乏、恶心等症状。

控制污染源是“毒烟雾”防治根本

20 世纪40 年代，由于机动车尾气排放的氮氧化物和挥发性气体增多，出现光化学烟雾污染后，欧美等发达国家开始致力于机动车尾气的防治研究和低氮燃烧技术开发。到60 年代，欧洲开始出现大范围的酸雨问题，70 年代北美也开始出现该问题，欧盟和美国由此开始了氮氧化物的区域污染治理行动。

区域性酸雨问题出现的同时，近地面臭氧问题也日趋严重。氮沉降是欧美等国大面积区域出现富营养化问题的主要原因，欧洲的氮沉降问题甚至远超过酸沉降对环境的影响。因此，欧美等国在进行氮氧化物污染控制时，酸雨和近地面臭氧都是其控制目标。近年来，细颗粒物也逐步成为氮氧化物削减的新控制目标。

“美国和欧洲的经验对我国具有很大的借鉴意义，为有效控制氮氧化物及其二次污染物的污染，我国在制定氮氧化物污染控制战略和技术政策时，需要引起足够的重视。”北京大学环境学院张世秋研究员说，尽管我国已有机动车尾气和电厂烟气氮氧化物的排放标准，但目前控制技术还存在问题。

有关部门应根据国外现有的治理技术，尽快开发出适合国情的燃煤工业锅炉氮氧化物控制技术，进而制定相关排放标准，为氮氧化物的排放管理提供依据。同时，进一步完善大气污染监测网络和建立区域控制协调机制，从而有效解决氮氧化物及二次污染物带来的环境污染。

唐孝炎院士表示，光化烟雾对人体健康有较大危害，应当控制污染物排放，避免生成光化烟雾。而机动车尾气是光化学烟雾污染的主要污染源，在这种条件下减少污染物排放是防止产生光化烟雾的一种办法。

就中国氮氧化物污染的防治问题，全国环保部污染防治司大气处刘孜处长也曾表示，中国要借鉴国外的经验，主要从空气质量达标、酸雨问题和臭氧超标，还有PM2.5的问题入手。