科普动画丨臭氧污染的成因

夏季来临，臭氧污染高发，因其不像PM2.5和霾污染影响到能见度易被察觉，常常被公众忽视。北京大学环境科学与工程学院胡敏教授团队推出臭氧污染系列科普视频，带大家一起了解近地面臭氧污染的前世今生。

臭氧污染固然危害极大，但只要科学防控，便可以减少其影响。在提出防控之前，先了解一下臭氧污染从何而来，造成臭氧污染的“元凶”有哪些？近地面的臭氧除少量自然资源排放外，主要来源于人为污染。随着经济社会的快速发展，我国城市地区机动车保有量持续增加，北京、上海、深圳等超大城市的汽车保有量超百万。1980年至2012年，汽车排放的氮氧化物增长了高达11倍之多。机动车尾气、燃煤电厂、石油化工、涂料生产等，向大气中排放大量氮氧化物（包括NO₂和NO）和挥发性有机物（VOCs），成为造成近地面臭氧污染的罪魁祸首。

NO₂、NO和氧气之间存在着“基本光化学循环”。即NO₂在光照作用下分解出氧原子和NO，氧原子可以与大气中的氧气反应生成臭氧，但NO的存在又可以消耗臭氧。NO、NO₂、臭氧三者相互制衡，达到一种稳态，谁的浓度都不会过高。

如果仅此而已，那就不会出现“臭氧污染”了。但大气中同时大量存在挥发性有机物（VOCs），会将这个平衡打破：即VOCs被大气中的自由基氧化生成一些中间产物，并进一步与NO反应，促进NO向NO₂转化，导致NO₂光解生成臭氧这条路径更显著，使臭氧浓度升高。当光照充足、温度较高时，这一系列的光化学反应就会快速发生，造成近地面臭氧的积累，当臭氧日最大8小时平均浓度超过160微克/立方米（环境空气质量二级标准限值）时，就形成了我们所说的“臭氧污染”。

来源：国家大气污染防治攻关联合中心、北大环院