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  • NEJM论文引争论:臭氧是有益气体还是健康杀手

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-12-12
    作者:森伯格资料来源:中国青年在线-青年参考发布时间:2009年

    《新英格兰医学杂志》援引辩论:臭氧是有益的气体还是健康的黑仔?

    当提到臭氧时,人们会认为它是大气中保护人类免受紫外线伤害的“保护伞”。然而,经过长期调查,美国研究人员认为,一直显示积极形象的臭氧实际上是人类健康的“温和杀手”。加州大学伯克利分校的科学家在美国《新英格兰医学杂志》(NEJM)3月12日发表的一篇论文中表示,过量臭氧会导致呼吸和心血管疾病,并对人体健康造成严重危害。

    臭氧污染与臭氧层无关

    臭鸡蛋,臭鞋子.人们不喜欢提及与气味相关的东西,但臭氧是个例外。最近,媒体对臭氧层保护、臭氧治疗、空气臭氧清新等进行了大量报道。臭氧作为一种“有益气体”出现在人们的视野中。此外,南极和北极臭氧层的破坏以及紫外线引起的皮肤病的增加使人们产生了臭氧越多越好的错觉,因为臭氧是人类的“保护伞”,时刻保护着人类免受紫外线的伤害。

    臭氧层“伞”的名称不是假名,它在吸收紫外线方面起着重要作用。美国环境保护署(EPA)发布的数据显示,大气中约90%的臭氧存在于距地面15-50公里的平流层,并能选择性地吸收太阳辐射中波长较短(小于320纳米)和能量较高的光线。由于这种吸收,只有大约1%的短波辐射最终能够穿透大气层到达地面。紫外线、x光、γ射线和其他高能射线对人体和其他生物具有致癌和杀伤作用,在到达地面之前大部分被吸收,从而防止人类受到伤害。

    但是需要解释的是,离地面20 ~ 30公里的臭氧层才是真正为人类提供保护的臭氧层。这里的臭氧是在自然条件下产生的,如雷电、太阳的高能辐射等。它也是臭氧层被氟化物等破坏最严重的地区。虽然臭氧层可以保护人类,但人类活动在对流层产生的臭氧是一个“健康杀手”。

    走在繁忙的街道上,我们经常看到空气略带浅棕色,有一种刺鼻的气味,这种气味通常被称为光化学烟雾。臭氧是光化学烟雾的主要成分,光化学烟雾是由汽车排放的氮氧化物转化而来的。臭氧只能在阳光辐射和适当的气象条件下产生。随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染已经成为欧洲、北美、日本和中国许多城市的普遍现象。

    对人类健康的极大危害

    目前,对流层中的臭氧已被世界卫生组织(世卫组织)和美国环境保护署确认为污染气体。研究表明,当空气中臭氧的浓度为0.012ppm(1ppm (1ppm为1 ppm))时,会引起皮肤瘙痒、眼睛、鼻腔和呼吸道刺激、肺功能受损、咳嗽、气短、胸痛等症状。美国一些城市卫生部门的监测数据显示,空气中的臭氧水平已上升至0.05ppm,住院患者的平均人数增加了7% ~ 10%。加州大学伯克利分校的研究人员调查了美国96个主要城市的污染数据和过去20年的相关死亡人数。结果显示,表面臭氧浓度每增加10 ppb(1 ppb为十亿分之一),呼吸系统疾病,特别是肺炎的死亡风险增加4%。

    近年来,美国环境保护局、美国国家研究委员会和其他机构使用更精确的模型获得了大量对流层臭氧污染的数据。伯克利公共卫生学院的迈克尔杰拉尔德(Michael Gerald)博士和其他人撰写的论文也认为,过量臭氧与呼吸系统疾病之间的关系已经得到承认,大量研究表明,地面臭氧与心血管疾病之间存在关联。美国国家研究委员会的科学家宣布,他们已经确定了臭氧的危险浓度(具体数字尚未公布)。超过这个值意味着死亡。

    那么,臭氧是如何完成从雨伞到“健康杀手”的转变的呢?这从臭氧的超反应化学开始。臭氧反应性强,容易分解。银在常温下可被氧化成氧化银,硫化铅可被氧化成硫酸铅。臭氧作为一种强氧化剂,几乎可以与任何生物组织发生反应。当臭氧被吸入呼吸道时,它与呼吸道中的细胞、液体和组织发生反应,导致肺功能减弱和组织损伤。对于患有哮喘、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更加明显。

    臭氧浓度与人们的期望背道而驰。

    无论在浓度或含量方面,地表臭氧都无法与平流层的臭氧层相提并论。从造福人类的角度来看,较高的平流层臭氧浓度和较低的对流层更符合预期。不幸的是,由于不断恶化的环境污染,这两个地区的臭氧浓度与人类的期望背道而驰。

    由于大量使用氟利昂,臭氧层的平衡被破坏了。当氟利昂到达高层大气时,它在紫外线辐射下分解成游离氯原子。氯原子与臭氧反应分解臭氧。由于氯原子在上述反应后会再次分解,即使在高空中有少量的氯原子也会对臭氧层造成严重破坏。根据分析,当平流层中的臭氧减少1%时,到达地面的紫外线强度增加2%。据估计,到2025年平流层中的臭氧可能会减少10%。臭氧层的破坏将增强紫外线等短波辐射,导致皮肤癌患者增加,并对自然生态系统造成严重影响。

    然而,释放到大气中的氟利昂几乎不会破坏表面臭氧。由于城市空气流速相对较慢,人类生产和生活中可转化为臭氧的废气量正在逐渐增加。在一些污染严重的城市,臭氧形成累积污染。由于强氧化作用,较高的臭氧浓度对植物、动物和许多材料如塑料和橡胶有害。

    从臭氧的性质来看,它不仅是上天赐予人类的雨伞,也是一种剧毒。目前,人们已经就臭氧的积极作用以及应该采取什么措施来保护臭氧层达成共识,并做了大量的工作。然而,由于臭氧的负面影响,目前除了空气监测和空气污染预测之外,没有真正实用的方法来解决这些问题。

    美国国家研究委员会去年4月发布的一份报告认为,如果各个城市的臭氧极限浓度得到统一监管,它肯定会低于当前的公共卫生标准。问题是人们对臭氧污染有不同的敏感性,臭氧浓度的变化并不意味着每个人对生命安全系数的保护水平相同。委员会声称,进一步的研究将揭示臭氧极限浓度如何因人而异,以及这在多大程度上取决于个人对臭氧污染的敏感性。美国每年花费大约1亿美元来控制臭氧污染,但臭氧污染的情况仍然非常严重。

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