这里的人们因一种有毒气体而死，罪魁祸首竟是从别的国家飘来的

对于地球大气中的臭氧，相信你一定不会感到陌生。我们平时所说的臭氧层，其实指的是平流层（距地面8~18千米至距地面约50千米）中臭氧浓度相对较高的区域。这个区域的臭氧可以吸收和屏蔽日光中的短波紫外线，对地球生物圈有极其重要的保护作用，称得上是“好臭氧”。

然而，臭氧同时又是一种有毒气体。人体直接接触臭氧可能会出现眼睛和鼻子的不适，出现呼吸系统疾病和肺功能损害，严重的患者甚至会死亡。一项2017年发表于《环境与健康展望》（Environmental Health Perspectives）的研究表明，据估计，仅2016年一年，我国因呼吸系统疾病死亡的30岁以上成年人中，死因与长期暴露于过高浓度臭氧相关的就有316 000人，占因呼吸系统疾病死亡总数的28%。可见，如果平流层之下的对流层（地面至距离地面8~18千米的区域）中臭氧浓度过高，这里的臭氧就成了“坏臭氧”。

对流层中的臭氧可能有多种来源。例如，它可能来源于上方的平流层，形成地面臭氧的背景水平；它也可能在对流层中通过多种反应生成。氮氧化物（例如二氧化氮和一氧化氮）和挥发性有机物（VOC）会在紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧。而化石燃料的使用会产生氮氧化物，同时日常消费品（杀虫剂、涂料、印刷油墨、清洁剂等）中的挥发性物质也已成为城市VOC的主要来源之一。可见，对流层臭氧与人类的生产活动密不可分。

你或许认为，既然如此，只要限制我国工业和日常生活中排放的相关物质，不就可以减少对流层臭氧带来的危害了吗？然而，不幸的是，根据一项近日发表于《自然·医学》（Nature Medicine）的研究，根治对流层臭氧问题可能无法各扫门前雪，因为对流层臭氧还可能从其他国家飘来。甚至在欧洲，绝大部分臭氧相关的死亡都非本国人为活动所致，而是由其他国家飘来的臭氧造成的。

飘来的“毒气”

根据欧洲环境署（EEA）的数据，超过95%的欧洲人口暴露在超过世界卫生组织（WHO）《全球空气质量指南》规定的臭氧水平（平均每立方米100微克臭氧，每日不超过8小时）中。暴露于这样的臭氧水平已成为欧洲空气污染导致过早死亡的主要原因之一。

在对流层中，臭氧生成的起始物质（如二氧化氮）的寿命通常较短，而臭氧分子的寿命则相对较长，能在对流层中持续存在并长距离运输。因此，研究人员对35个欧洲国家中813个相连的区域进行了研究，分析其臭氧相关的死亡中有多少来源于本国，又有多少来源于其他欧洲国家甚至是欧洲以外的国家。

研究人员发现，臭氧分布由北向南呈明显梯度升高的趋势。这是因为越往南，越靠近赤道的地方温度越高，就越有利于臭氧形成。数据显示，在欧洲所有可归因于对流层臭氧的死亡病例中，88.3%的臭氧来源并非本国，甚至56.7%的来源并非欧洲本土。而在列支敦士登，该国接近100%的可归因于臭氧的死亡都与本国无关。在一些较小的南欧国家（例如马耳他和塞浦路斯等地中海国家），来自海洋（可能与航运排放相关）的臭氧则扮演了重要角色。

那么，在欧洲范围内，究竟是哪些国家“制造”的臭氧影响了其他国家呢？数据表明，那些工业化程度最高、人口最多的国家是造成臭氧跨境运输导致死亡的主要来源，尤其是法国和德国。例如，来自法国的臭氧为隔壁卢森堡“贡献”了32.3%的可归因于臭氧的死亡。而在被夹在瑞士和奥地利之间的列支敦士登，其可归因于臭氧的死亡中，也有20.2%的臭氧来自法国，剩下19.2%来自瑞士，16.4%来自意大利，13.9%来自德国。

除了是否与这些臭氧输出大国相邻，国家位于欧洲的哪个区域也会影响臭氧的跨境运输。例如，在欧洲的中纬度地区，由于这里盛行西风，因此臭氧跨境运输时会更倾向于向东边扩散。相应地，位于欧洲西南部的国家受跨境臭氧的影响就会相对较小。

这些数据表明，要避免臭氧对人体健康产生不利影响，各国之间需协调行动，这是一项需要全球各国共同努力的系统工程。

气候变化助长臭氧危害

值得注意的是，气候变化可能会加剧对流层臭氧给人类造成的危害。首先自然是，气温升高可能会增加VOC的挥发；其次，温度升高也会加快对流层中生成臭氧的反应；而且，全球变暖还会改变地面的湿度和风力条件，导致地面气旋的频率降低，大气流动减缓。因此，VOC和氮氧化物等得以长时间“共处”，这延长了它们的反应时间。

此外，除了人为活动，植物排放的VOC（例如萜类化合物）也可能导致臭氧形成。例如，一项最近发表于《科学》（Science）的研究表明，美国洛杉矶夏季约60%的臭氧形成都可能是由生物排放萜类化合物造成的。而此前的研究已经表明，高温和干旱都会增加植物释放半萜和单萜类化合物。因此，原本炎热的夏季才是臭氧浓度较高的季节，但由于气候变化造成的温度上升和干旱，植物可能从夏季到秋季都会排放大量VOC，延长了一年中臭氧大量生成的时间。

与看不见的细颗粒物（PM 2.5）一样，臭氧污染也是一种看不见的危害。一项2018年发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究表明，2013-2017年，我国PM 2.5水平大幅下降，但夏季臭氧浓度却出现了上升趋势。甚至在我国许多城市，臭氧超标的天数比PM 2.5超标的天数还要多。

研究人员认为，一方面，由于氮氧化物不仅能助力臭氧生成，也能与臭氧发生反应而消耗臭氧，因此，倘若我国许多地区VOC排放保持稳定而氮氧化物排放大幅下降，这在一定程度上就会增加对流层中的臭氧浓度。但更重要的是，其实PM 2.5也能与臭氧形成的起始分子发生反应，进而减少臭氧生成。因此，我国这些地区PM 2.5的大幅下降也可能助力了臭氧水平的上升。研究人员指出，想要在控制PM 2.5的条件下减少臭氧生成，还需进一步减少氮氧化物和VOC的排放。

应对臭氧污染是一项需要全球合作的艰巨任务，需要你我的共同参与。