新冠封锁对城市空气污染的影响 - 彭博社

2020年4月，洛杉矶居民看到了罕见的景象：圣盖博山的积雪覆盖，清晰可见，没有雾霾。  

摄影师：大卫·麦克纽/盖蒂图片社北美新冠肺炎封锁的早期被视为环境奇迹。由于通勤者减少，高速公路空无一人，从洛杉矶到新德里等城市的居民看到了长期被雾霾遮挡的清澈蓝天和山景。这场引人注目的大气变化是新冠疫情据说带来的“银色衬衫”之一。

对科学家来说，封锁期间的晴朗天空提供了一个独特的机会：一个真实的世界，其中主要污染源被清除。世界各地的研究人员利用几乎所有可能的监测设备来研究这个自然空气质量实验，这可能预示着一个电动汽车已经消除尾气污染的世界的前景。

彭博社CityLab纽约市2640亿美元的养老金未能增加对经济适用房的投资美国沿海城市在气候友好交通排名榜首穆迪公司是最新一家离开金丝雀码头前往伦敦城的公司悉尼面临住房危机加剧的增长痛苦卫星监测和道路数据显示，与封锁开始后相比，与汽车相关的氮氧化物在全球范围内下降，有时在某些地点下降了50%。根据全球碳预算，总体全球二氧化碳排放量与2019年相比下降了约7%，这在很大程度上要归功于燃烧燃料的车辆和飞机旅行量的下降。这对减少我们的碳足迹是一个令人鼓舞的消息。

但尽管受到疫情相关旅行的影响，许多城市的空气污染情况却出人意料地复杂。研究来自中国武汉的研究显示，臭氧污染——这是一种有害的烟雾，由热量中的多种污染物混合而成，可能加剧呼吸道疾病——在2020年1月封锁开始后增加了100%以上。像罗马、伦敦、纽约和洛杉矶等城市在封锁期间甚至在高峰时期也出现了意外的高臭氧水平。

同样，2020年10月发表的特拉华大学研究跟踪了与柴油车辆、飞机和燃煤发电厂相关的颗粒物，这些颗粒物也与更多的新冠肺炎死亡病例有关。在研究的480个美国地点中，研究人员发现2020年的颗粒物浓度与前五年相比并没有显著降低；事实上，2020年4月与往年相比，尽管汽车出行锐减，颗粒物浓度更可能比较往年更高。他们推测，原因是商用卡车交通和发电仍然基本不受居家令的影响。

揭示当地封锁与空气质量之间的联系并不像简单地比较月与月或年与年的读数那样简单；研究人员必须考虑天气、监管变化和国外排放的影响。即将进行的研究将深入研究空气的化学成分。但这些早期发现对城市和州在改善空气质量方面有一个重要的教训：专注于汽车排放可能不够。

“当我们开始整合所有这些研究并了解所有的污染物时，我们可以设计出能够带来空气质量和公共健康显著改善的排放政策，”乔治·华盛顿大学环境与职业健康副教授苏珊·安恩伯格说。“如果我们搞错了，可能会产生一些有害影响。”

安恩伯格是一个团队的一部分，该团队正在利用卫星测量来跟踪从交通中的二氧化氮到街区级别的变化，以查看哪些地方的污染仍然顽固地高。她说，已经很明显，污染减少并没有在各个城市中均等地感受到，这归因于诸如天气、封锁的严重程度以及道路上汽车和卡车的混合等因素。希望这些发现可以帮助监管机构更好地了解除了内燃机动力乘用车之外的污染源。

在剖析了天气等自然因素之后，安恩伯格的研究发现美国城市之间存在着很大的差异。加利福尼亚州的圣何塞和洛杉矶等城市实施了更严格的新冠限制，二氧化氮下降超过了30%，而迈阿密、达拉斯和明尼阿波利斯等城市的下降幅度最小，不到12%。

但科学家们越来越深入地研究了空气中这些排放物的去向。例如，地面臭氧——烟雾的主要成分——是由氮氧化物（NOx）与挥发性有机化合物混合形成的。（在大气的高空，臭氧具有保护作用，但在地面层会引发健康问题。）即使在2020年，随着交通减少，NOx的排放量下降，臭氧水平并没有必然跟随，使得易受影响的人群处于风险之中。

“如果我们真的想要减少污染，可能需要不仅仅是居家令。”

研究结果可能受气象条件（更炎热的天气往往会产生更多的臭氧）和国外排放的影响。但封锁措施展示了化学在其中扮演的重要角色。NOx与臭氧之间存在非线性关系，在一定量下，实际上可以消耗地面层臭氧的生成。蒙大拿大学环境与分析化学助理教授陆虎表示，这种关系在市中心地区尤为重要，那里更多的尾气烟气会聚集。

“我们在疫情期间看到这些漂亮的卫星图像显示城市地区的NOx更少，”陆说。“但现在是什么在消耗臭氧呢？从科学角度来看，验证这一点很重要，但这也是一个关于空气化学的教育机会。”

这引起了人们对臭氧方程的另一面的关注：从工厂到交通到树木等各种来源产生的挥发性有机化合物（VOCs）。一系列新兴的研究显示，个人护理产品如洗发水和护肤霜会释放出大量的VOC云，新洗完澡的通勤者上班时，这些产品可能在交通高峰时段臭氧生成中发挥与汽车本身一样重要的作用。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的研究化学家杰西卡·吉尔曼表示，封锁期间是一个独特的机会，可以研究非机动车源释放的VOC以及它们如何与其他排放物混合。

她的团队正在分析在科罗拉多州博尔德的美国国家海洋和大气管理局总部以及其他城市收集的空气样本，目标是让监管机构更好地了解他们的污染策略背后的化学成分。甚至知道方程式的哪一边 —— NOx 还是 VOCs —— 对臭氧的贡献更大，都可以帮助监管机构保护公共健康。（例如，一些研究显示，洛杉矶可能已经进入了一个以NOx为限制因素的环境，进一步减少交通和发电厂排放将对臭氧减少至关重要。）

“这不仅仅是一个让人惊叹的变化，我们可以把 Covid 时期视为城市经济中汽车减少的一个缩影，”吉尔曼说。“我们正在了解，如果我们不对 VOCs 采取任何行动，你可能不会得到物有所值。”

颗粒物，或者说是灰尘，读数也带来了一个谜题。这种污染物可以附着在肺部并通过血液传播，直接从发电厂、工厂、野火甚至道路和轮胎排放，但也可能是其他污染物的化学反应的结果。研究来自华盛顿大学的研究发现，关于颗粒物污染并没有明确的故事：加利福尼亚的颗粒物水平在居家令期间稳步上升，而纽约州的颗粒物水平在交通和经济模式随着封锁限制而改变的情况下保持了惊人的一致。研究作者布金·贝克布拉特说，这表明颗粒物的复杂性意味着“如果我们真的想要降低污染，可能需要不仅仅是居家令。”

对于监管机构来说，现在的问题是如何处理所有这些新数据。加利福尼亚空气资源委员会的一位发言人表示，该机构不指望“显著改变大幅减少氮氧化物排放是必要的”这一立场，以满足联邦空气质量标准。

非营利组织东北协调空气使用管理州的执行董事保罗·米勒表示，他对氮氧化物水平大幅下降感到鼓舞，即使臭氧没有跟随下降。他表示，这些发现只是加强了公共卫生需要全力以赴应对每一个可能的污染源。

“这告诉我我们需要继续努力，”米勒说。“我认为我们现在需要尽可能地清除每一丝氮氧化物，以满足我们的健康标准，也许我们必须在其他领域认识到这一点。我们正在朝着正确的方向前进。”