通過持續治理，令人呼吸困難的PM2.5污染已經有了明顯好轉。

但如同那句俗話“按下葫蘆浮起瓢”——臭氧污染卻在悄無聲息地抬頭。

一項研究發現，高濃度的PM2.5會抑制臭氧污染，而隨著PM2.5濃度逐漸降低，對臭氧污染的控制更應受到重視。

如何協同治理PM2.5與臭氧污染？我們應采取什么樣的策略？

本期嘉賓：哈佛-南信大空氣質量和氣候聯合實驗室研究團隊

PM2.5受控 臭氧抬頭

回望2013年，國WU院出臺《大氣污染防治行動計劃》，提出了到2017年可吸入顆粒物濃度的控制目標，北京、上海等多個城市隨即出臺《清潔空氣行動計劃》（2013-2017）。

一場聲勢浩大的對PM2.5的圍剿隨之展開。這一行動將PM2.5定位為對公眾健康的緊急威脅，其主要控制排放的重點是燃煤產生的一次顆粒物和二氧化硫（SO2）。

如今五年早已過去，今天，我國城市地區的PM2.5濃度下降了30-40％，可謂成果顯著。

但與此同時，地表臭氧濃度卻一再增加。

2018年5月全國367個臭氧監測城市8小時滑動平均超標天數分布圖（數據來自生態環境部）

臭氧污染對人體健康、植被、農作物和建筑物均造成了不同程度的不良影響。

圖解由新華網數據新聞部與中國氣象網聯合出品

空氣中的臭氧主要來自氮氧化物（NOx）和揮發性有機化合物（VOCs）的光化學氧化。

2013-2017年期間，中國人為排放的氮氧化物減少了20％，而揮發性有機化合物的排放增加了2％。顯然，僅有排放趨勢不能解釋臭氧的增加。

研究者將目光聚集了到PM2.5的下降上，使用數值模型模擬后，他們發現，臭氧的增加可能與PM2.5的降低有關，因為PM2.5會清除超氧化氫（HO2）和氮氧化物NOx自由基，阻止它們產生臭氧。

高濃度PM2.5抑制臭氧污染

這項研究由哈佛-南信大空氣質量和氣候聯合實驗室完成，近日在《自然-地球科學》期刊上在線發表。

為了驗證PM2.5抑制臭氧產生這一觀點，研究人員選取了2013年至2017年開展清潔空氣行動的四個特大城市群：華北平原（106個站點）、長三角（84個站點）、珠江三角洲（66個站點）和四川盆地（71個站點）。

在觀測數據中，臭氧與PM2.5濃度通常呈正相關。這種正相關性是污染地區夏季觀測的典型特征。因為夏季臭氧和PM2.5污染增長所需的氣象條件類似。

華北平原的PM2.5增加到大約100微克每立方米，臭氧水平穩定在80ppb（1ppb=十億分之一）左右。

而當去除PM2.5對化學和光解的影響后，臭氧水平達到110ppb時才會穩定下來。

當PM2.5超過80微克每立方米時，相對于無PM2.5的條件，它可以抑制約25ppb的臭氧。

（縱軸是日大8小時平均臭氧濃度，橫軸是24小時平均PM2.5濃度。左圖為2013-2018年監測到的四個特大城市群中臭氧濃度與PM2.5的關系。右圖為模擬的去除了PM2.5光解速率、NOx吸收和HO2吸收影響后，2016年至2017年華北平原臭氧與PM2.5關系。）

研究人員在模型中進行了進一步的敏感性實驗，以分離出PM2.5對臭氧的不同影響。PM2.5對臭氧的大影響來自吸收HO2，其次是吸收NOx。PM2.5對HO2自由基和NOx進行了非均相吸收，抑制了臭氧的化學生成。

減排應更具策略性

抑制臭氧污染的手段，就是對NOx和VOCs進行排放控制。而了解了PM2.5對臭氧生成的影響，就可以使這種減排目標制定更科學、更具策略性。

PM2.5與臭氧“按下葫蘆浮起瓢”

簡單地說，由于PM2.5對HO2和NOx的吸收，臭氧對NOx減排的敏感性降低。即對于控制臭氧而言，限制排放NOx就不再那么有效，因此更需要控制VOCs的排放。

根據生態環境部新的《清潔空氣行動計劃》（2018–2020年），相對于2017年，2020年的PM2.5濃度、NOx和VOCs排放量需要降低8%、9%和10%。

考慮到過去五年，PM2.5快速降低造成華北地區臭氧增加約1ppb/年，那么如果該目標實現，在降低PM2.5的同時，臭氧污染會受到怎樣的影響呢？

對華北地區模擬研究表明，在氣象條件不變的前提下，到2020年的目標實現后，降低PM2.5濃度、減排NOx和VOCs會導致華北地區平均夏季臭氧濃度分別增加0.6ppb、減少0.5ppb和減少1ppb。

（紅色三角、綠色三角、藍色三角、黑色圓心的趨勢分別表示PM2.5濃度降低8%、NOx濃度降低9%、VOCs降低10%以及以上減排都實現后，臭氧濃度的變化趨勢。）

這表明僅僅減排NOx不足以抵消PM2.5濃度下降帶來的臭氧濃度增加，只有同時減排NOx和VOCs，才能有效遏制臭氧濃度上升的趨勢。

特別是在PM2.5濃度相對較高時，其下降造成的臭氧濃度上升更加明顯，此時減排VOCs更加有效。

近期研究表明，我國的VOCs排放量仍處在上升態勢。

未來，唯有同時減排NOx和VOCs，特別是減排能同時形成臭氧和二次有機氣溶膠的高活性芳香烴VOCs，才能夠更有效地實現霾和臭氧治理的雙贏！

原標題:PM2.5與臭氧“按下葫蘆浮起瓢