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全球的大气排放和空气污染发展趋势


2020-06-18

全球的大气排放 (atmospheric emissions) 和空气污染发展趋势 (air pollution trends)

二氧化硫(SO2),氮氧化物(NOX)和可吸入颗粒物(PM10)

空气污染的趋势因为区域的不同而有变异。以二氧化硫和氮氧化物排放为例,欧洲和北美洲比较富裕国家的全国排放总量自1987 年以来一直呈下降趋势。最近,欧洲除了关注有法规管制的陆源硫污染物排放,也注意到国际航运带来的不受法规约束的硫化物排放的问题。而亚洲工业化国家在过去20年间,污染物排放量已经持续增加,有时增长幅度非常大。例如,2000 — 2005 年,中国的二氧化硫排放量大约增长了28%,而其氮氧化物的排放量在1996—2003年增长了50%。这种变化引起的后果就是,与1990年相比,全球二氧化硫和氮氧化物的排放量呈现持续增长的趋势。其他工业不是特别密集的地区(非洲、拉丁美洲和加勒比地区)则有小幅度增长。

全球的大气排放和空气污染发展趋势

图一:全球特定城市市区污染物的年均浓度变化趋势 (图片来源:GEO-4 p.52)

发展中国家的许多大城市目前空气污染浓度非常高,特别是可吸入颗粒物(particulate matter, 简称PM10 ,指空气颗粒污染物的空气动力学直径小于10 μm)(图一,图二)。不过,整体而言,污染的情况有好转,主要是得益于对排放源的控制、改变燃料的消耗模式及关闭陈旧的工厂等措施。铅排放的发展总趋势是不断减少,而大多数城市空气中的铅浓度目前都低于世界卫生组织(WHO)规定的标準。虽然整体而言,可吸入颗粒物和二氧化硫的污染浓度一直在持续下降,许多发展中国家的可吸入颗粒物浓度水準超出世界卫生组织规定标準许多倍,一些城市中二氧化硫的浓度水準也高于世界卫生组织的标準。氮氧化物情况又不同,大多数大城市空气中的氮氧化物水準超过了世界卫生组织的标準,而且其浓度水準并未表现出明显的降低趋势。

全球的大气排放和空气污染发展趋势

图二: 1999年人口数超过10万的城市以及首都城市可吸入颗粒物(particulate matter,PM10)的年均估算浓度值 (图片来源:GEO-4 p.53, Cohen and others 2004)

对流层臭氧(tropospheric ozone)

对流层臭氧是构成光化学烟雾(photochemical smog)的一种主要化合物。透过模型计算,对流层臭氧浓度最高的地区是中在的亚热带地带,这一地带包括北美洲的东南部、欧洲南部、非洲北部、阿拉伯半岛及亚洲的南部和东北部(图三)。但是,我们目前还未掌握亚洲、非洲和拉丁美洲农村地区的测量资料来检证这模型计算的结果是否正确。此外,北半球对流层臭氧的年平均浓度呈现出上升趋势,要解决这个问题很可能需要区域性的国际合作。

全球的大气排放和空气污染发展趋势

图三:通过综合几种模型研究计算出的2000年对流层臭氧(tropospheric ozone)的平均浓度 (图片来源:GEO-4 p.53, Dentener and others 2006)

气溶胶颗粒(tiny aerosol particles)

大气中的气溶胶(tiny aerosol particles)和其他颗粒状的空气污染物都会吸收太阳能,并将太阳光反射回宇宙中去。若干地区的上空出现了排放产生的气溶胶粒子形成的云团,也就是人们所说的大气褐云(Atmospheric Brown Clouds)。这些季节性的烟雾带减少了到达地球表面的太阳光,从而对水文迴圈(the water cycle)、农业和人体健康产生潜在的直接和间接影响。

参考资料:
1. United Nations Environment Programme 2007: Global Environment Outlook – environment for development (GEO-4). (中文版:联合国环境规划署2007:《全球环境展望4 ——旨在发展的环境》)(http://www.unep.org/geo/GEO4/report/GEO-4_Report_Full_CH.pdf)
2. Cohen and others 2004: Mortality impacts of urban air pollution. In Comparative quantification of health risks: global and regional burden of disease attributable to selected major risk factor Vol. 2, Chapter 17. World Health Organization, Geneva.
3. Dentener and others 2006: The global atmospheric environment for the next generation. In Environmental Science & Technology 40(11): 3586-3594.

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