听兰州光化学烟雾的故事，看臭氧治理的未来!
11-11唐孝炎院士
唐孝炎，中国工程院院士、北京大学环境科学与工程学院教授、联合国环境署臭氧层损耗环境影响评估组共同主席。
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01
兰州烟雾的确定
早在1974年，一条神秘的淡蓝色烟雾在兰州地处黄河“几”字形的左下拐弯处形成，从那时起，唐孝炎的团队就在汉中、兰州两地对西固的大气污染开展了为期三年的研究论证工作。
经过三四年的时间，唐孝炎的团队正式测到了一种在大气中不会自己生存的物质，叫过氧乙酰硝酸酯，英文名为PAN，这是光化学烟雾的特征污染物。并且也发现了区域输送现象，在西固化工区西部45公里下风向地区测到了高值的臭氧，跟当时洛杉矶光化学烟雾的传输征状类似。通过测到的PAN，加上高值的臭氧和VOC、NOx等气态污染物，1978年，确定兰州污染是光化学烟雾。
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02
兰州光化学烟雾的成因
兰州西固有一片石油化工区排放了大量挥发性有机化合物(VOCs)，附近还有个氮肥厂排放了大量氮氧化物，这两种物质排到空气中与太阳光中的弱紫外光接触，发生非常快速的系列光化学反应。
在这个过程中，原来的一次污染物转变成二次污染物，而气态二次污染物最明显的就是臭氧，还有大量的自由基，以及一些细小颗粒物即PM2.5。
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03
兰州与洛杉矶光化学烟雾的区别
洛杉矶的光化学烟雾的主要来源是汽车尾气，兰州主要是化工污染，那时候没有多少汽车，这是主要的区别。
之后，唐孝炎的团队到东北大庆、上海金山化工等石油化工区也研究了臭氧问题，发现每个地方都有自己的特点。因为与地理位置、太阳光强度、一次污染物的排放都有关系。
洛杉矶当时有二三百万辆机动车，但受洛杉矶光化学烟雾影响最大的地方，是在其下风向的几百公里处，说明是输送过去的。因为汽车多的地方排放的一氧化氮和臭氧发生作用，使臭氧削减了，必然在输送一段时期后在比较远的地方出现高值。兰州的情况正好相反，因为没有那么多的一氧化氮。兰州西固本地当时测的臭氧浓度是200多个PPb，到了下风向地区变成400多个PPb。
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04
臭氧和PM2.5有没有关系?
PM2.5和臭氧都是二次污染物，挥发性有机化合物与氮氧化合物造成大气氧化性的增强，使得一次污染物--二氧化硫、氮氧化合物与有机物，发生转化变成二次污染物。实际上是大气氧化性大大加强了，也就是说自由基的浓度升高了。臭氧和PM2.5在大气氧化性的作用下一般情况应该都是增高的，但是二者的形成条件是有所不同的。 臭氧是需要在光辐射较强的情况下容易产生，而PM2.5则会影响阳光的强度，所以当气象条件特别是逆温层形成的时候，空气的流通量较小的情况下，PM2.5的生成影响了地面受到的辐射量，也就影响了臭氧的生成。所以，在夏秋季节的气象条件下，臭氧的影响会比较显著。到了晚秋和冬季，阳光强度已不利于臭氧的生成，当气象条件不利时，高浓度的一次污染物快速转变成PM2.5，甚至出现重污染。
看点
05
如何防治臭氧污染?
就是减VOCs，减氮氧化合物。但每个地方还不一样，因为VOCs和氮氧化合物之间是非线性关系，并不是减VOCs这么多，NO?也减这么多就是好的。这是由每一个城市的地理位置、气象和污染物的排放种类等方方面面的因素决定的。
现在我们面临的客观情况是这样的:
一是气象完全控制不了，只能听天由命;
二是污染源可以控制，但是控制不了太多;
三是污染源位置，这是可以采取措施的。
气象是外因，污染物多是内因，如果我们能一下把污染物解决了，气象条件再差也不要紧。但目前情况我们不可能一下把污染物降到很多，怎么办?必须抓紧气象条件，环保部门与气象部门密切合作。
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