臭氧：地球大气中的双重角色与人类应对之道

臭氧，一种由三个氧原子构成的气体分子，在地球生态系统和人类生活中扮演着极为特殊的角色。它既能够在高空为地球生物阻挡有害的紫外线辐射，又可能在近地面形成污染，对人体健康和生态环境造成不利影响。这种看似矛盾的双重属性，使得臭氧成为大气科学研究领域长期关注的焦点，也让人类在利用和防控臭氧方面不断探索与实践。

从化学性质来看，臭氧具有较强的氧化性，这一特性决定了它在不同环境中的作用差异。在距离地面约 10 至 50 公里的平流层中，臭氧形成了一层天然的保护屏障，即臭氧层。这层屏障能够吸收太阳辐射中 99% 以上对生物有害的短波紫外线，包括 UV – B 和 UV – C 射线。如果没有臭氧层的保护，强烈的紫外线将直接照射地球表面，不仅会导致人类皮肤癌、白内障等疾病的发病率大幅上升，还会破坏植物的光合作用，影响农作物产量，甚至对海洋生态系统中的浮游生物造成致命打击，进而破坏整个食物链的平衡。

然而，近地面的臭氧却呈现出截然不同的影响。近地面臭氧并非主要由自然过程产生，而是以氮氧化物和挥发性有机物为前体物，在阳光照射下通过一系列复杂的光化学反应生成。这种人为活动主导形成的近地面臭氧，已成为许多城市和区域空气质量超标的重要因素之一。当近地面臭氧浓度超过一定限值时，会对人体呼吸系统产生强烈刺激，引发咳嗽、胸闷、呼吸困难等症状，长期暴露还可能导致肺功能下降，增加哮喘等慢性呼吸道疾病的发病风险。同时，高浓度的近地面臭氧还会对植物生长造成抑制，破坏叶片中的叶绿素，导致作物减产和森林生态系统退化。

人类活动对臭氧的影响最早体现在对臭氧层的破坏上。20 世纪中期以来，随着工业生产的快速发展，含氯氟烃等物质被广泛应用于制冷剂、喷雾剂、泡沫塑料制造等领域。这些物质在使用过程中会释放到大气中，逐渐扩散至平流层，并在紫外线作用下分解出氯原子。氯原子会与臭氧分子发生化学反应，不断破坏臭氧结构，导致臭氧层变薄。20 世纪 80 年代，科学家在南极上空发现了明显的臭氧层空洞，这一发现引起了全球范围内的高度警惕。为保护臭氧层，国际社会迅速采取行动，1987 年《蒙特利尔议定书》正式签署，各国承诺逐步淘汰含氯氟烃等消耗臭氧层物质的生产和使用。经过数十年的共同努力，全球消耗臭氧层物质的排放量大幅减少，臭氧层的破坏趋势得到有效遏制，部分区域的臭氧层已呈现出缓慢恢复的迹象。

与臭氧层保护取得阶段性成果不同，近地面臭氧污染的防控面临着更为复杂的挑战。近地面臭氧的前体物来源广泛，既包括工业企业排放的氮氧化物和挥发性有机物，也包括机动车尾气、燃煤发电、农业生产中的秸秆燃烧以及涂料、胶粘剂等化工产品的使用。这些污染源分布分散，涉及多个行业和领域，使得污染治理需要跨部门、跨区域的协同合作。此外，近地面臭氧的生成受气象条件影响显著，高温、强光、低风速等气象因素会加剧臭氧的形成，而气象条件的不确定性也为臭氧污染的预测和防控增加了难度。

为有效应对近地面臭氧污染，各国纷纷加大科研投入，开展臭氧形成机制、来源解析以及防控技术的研究。在监测方面，建立了覆盖全国的空气质量自动监测网络，实时监测近地面臭氧浓度变化，并通过数据共享为污染防控提供科学依据。在治理措施上，针对不同污染源采取差异化管控手段，例如对工业企业实施清洁生产改造，推广低氮燃烧技术和挥发性有机物回收利用技术；加强机动车尾气排放管控，推广新能源汽车，提高燃油标准；在农业领域，加强秸秆禁烧管控，推广秸秆还田等资源化利用方式。同时，通过调整产业结构和能源结构，推动高耗能、高污染产业转型升级，减少化石能源消耗，从源头降低臭氧前体物的排放。

在个人层面，了解臭氧污染的危害和防护知识也至关重要。当空气质量监测数据显示臭氧浓度超标时，公众应尽量减少户外活动，尤其是在中午至下午阳光强烈、臭氧浓度较高的时段。如果必须外出，应做好防护措施，如佩戴符合标准的防护口罩，避免长时间暴露在户外。此外，减少室内挥发性有机物的排放也有助于降低室内臭氧的间接生成，例如选择环保型装修材料和家具，避免在室内使用喷雾剂等含有挥发性有机物的产品。

臭氧的双重角色提醒着人类，大气环境是一个复杂的整体，任何一种物质的变化都可能引发连锁反应，对生态系统和人类健康产生深远影响。从臭氧层保护到近地面臭氧污染防控，人类在与臭氧相关的环境问题上不断积累经验，也更加深刻地认识到全球合作和可持续发展的重要性。面对未来可能出现的新挑战，如何在经济发展与环境保护之间找到更加平衡的发展路径，如何进一步提升臭氧污染防控的科学性和有效性，仍需要全球科研工作者、政策制定者和公众共同探索。每一个人都可以通过自身的行动，为改善大气环境质量、守护地球生态平衡贡献一份力量，而这份力量汇聚起来，终将成为推动人类与自然和谐共生的重要动力。