我国地面臭氧污染及其生态环境效应

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生态环境 2008, 17(4): 1674-1679 Ecology and Environment E-mail: editor@

我国地面臭氧污染及其生态环境效应

刘峰，朱永官*，王效科

中国科学院生态环境研究//中心城市与区域生态国家重点实验室，北京100085

摘要：地面臭氧是一种重要的二次大气污染物。由于工业化和城市化的迅速发展，我国臭氧前体物排放量不断增加，地面臭氧污染问题尤为突出。在高速发展的城市群区域，地面臭氧已经成为其主要的大气污染物之一。文章论述了我国地面臭氧的来源、特性、污染现状和发展趋势，着重介绍了地面臭氧污染所带来的生态环境效应及其可能的经济损失，包括人体健康危害、建筑材料腐蚀老化、农作物减产以及树木生长抑制等方面。此外，从研究对象与研究区域两方面分析了研究中存在的不足，指出当前我国地面臭氧污染研究的瓶颈是缺乏全国范围的臭氧监测网络。在此基础上对我国今后的研究进行了展望，以期为我国地面臭氧污染的生态环境效应研究起到一定促进作用。 关键词：臭氧；生态效应；人体健康；材料腐蚀；作物；森林

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）04-1674-06

地面臭氧是指距地面1～2 km的近地层臭氧，除少量由平流层臭氧向近地面传输外，绝大部分由少量天然源和大量人为源的氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs），在太阳光照射下，经一系列光化学反应生成的二次污染物[1]，它能对地球上的生命包括人类、动物、植物和微生物等产生危害。近年来，随着城市化的加快，汽车保有量迅速增加，各种燃料、油品、有机涂料被大量使用，大气中的NOx与VOCs的浓度不断增加，致使近地层臭氧浓度显著升高，带来一系列的生态环境问题。本文在综述我国地面臭氧的来源、污染现状及发展趋势的基础上，总结了地面臭氧污染给我国生态环境所带来的影响及可能的经济损失。

1 地面臭氧的来源

天然源的地面臭氧包括平流层进入的部分，以及由自然产生的NOx（土壤、闪电和平流层传输）与生物排放的VOCs（甲烷、萜烯类化合物）反应所生成的部分。而人为源地面臭氧是由燃煤、机动车尾气以及石油化工等排放的NOx与VOCs反应所

而VOCs生成的部分。其中NOx主要指NO和NO2，

则包括烃类、卤代烃、芳香烃和多环芳香烃等。CTM（Global Chemical Transport Model）模型研究表明，每年对流层臭氧可达344 Tg，平均48%来源于区域光化学反应，29%来源于区域外远距离传输，23%来源于平流层[2]。

目前，煤炭仍然是我国的主要燃料[3]，也是我国NOx排放的主要来源[4]。随着国民经济的持续稳定发展，机动车保有量的快速增长，机动车尾气排

例如，1997年机动车尾放的NOx比重则迅速增加。

基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-422）

气NOx排放量比例为11.2%[5]，到2000年，则上升

为39.2%[6]。图1总结了我国NOx的排放量，可以看出，2000年NOx排放量比1980年增加了一倍[7]，到2020年将上升到1980年的5倍多[6]。从排放的地域来看，以1997年为例，80%以上NOx来自占国土面积45%的华东、中南、华北及东北地区；而占国土面积55%的西南和西北地区NOx排放量不足全国排放总量的1/5；NOx排放大省包括河北、江苏、辽宁、山东、广东、河南等[5]。1996～2004年的GOME和SCIAMACHY卫星观测数据表明，在欧洲和美国的部分地区，NO2的浓度得到了基本降低，但是在中国50%的工业化地区NO2的年增长率不断增加[8]。目前，我国每年排放的NOx量为6.84 Tg N，占世界总排放量的16.4%[9]。

图1 我国NOx排放量估算及预测

Fig. 1 Estimation and forecast value of NOx emission in China

全球每年植物排放VOCs为1150 Tg C

[10]，主要包括异戊二烯和单萜，它们占植物排放VOCs的80%以上。我国范围内每年自然生态系统中植

作者简介：刘峰（1980－），男，博士，主要研究方向为环境经济与环境管理。E-mail: liufeng@

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