新冠封鎖對城市空氣污染的影響 - 彭博社

2020年4月，洛杉磯居民看到了罕見的景象：聖蓋博山的積雪覆蓋，清晰可見，沒有霧霾。  

攝影師：大衞·麥克紐/蓋蒂圖片社北美新冠肺炎封鎖的早期被視為環境奇蹟。由於通勤者減少，高速公路空無一人，從洛杉磯到新德里等城市的居民看到了長期被霧霾遮擋的清澈藍天和山景。這場引人注目的大氣變化是新冠疫情據説帶來的“銀色襯衫”之一。

對科學家來説，封鎖期間的晴朗天空提供了一個獨特的機會：一個真實的世界，其中主要污染源被清除。世界各地的研究人員利用幾乎所有可能的監測設備來研究這個自然空氣質量實驗，這可能預示着一個電動汽車已經消除尾氣污染的世界的前景。

彭博社CityLab紐約市2640億美元的養老金未能增加對經濟適用房的投資美國沿海城市在氣候友好交通排名榜首穆迪公司是最新一家離開金絲雀碼頭前往倫敦城的公司悉尼面臨住房危機加劇的增長痛苦衞星監測和道路數據顯示，與封鎖開始後相比，與汽車相關的氮氧化物在全球範圍內下降，有時在某些地點下降了50%。根據全球碳預算，總體全球二氧化碳排放量與2019年相比下降了約7%，這在很大程度上要歸功於燃燒燃料的車輛和飛機旅行量的下降。這對減少我們的碳足跡是一個令人鼓舞的消息。

但儘管受到疫情相關旅行的影響，許多城市的空氣污染情況卻出人意料地複雜。研究來自中國武漢的研究顯示，臭氧污染——這是一種有害的煙霧，由熱量中的多種污染物混合而成，可能加劇呼吸道疾病——在2020年1月封鎖開始後增加了100%以上。像羅馬、倫敦、紐約和洛杉磯等城市在封鎖期間甚至在高峯時期也出現了意外的高臭氧水平。

同樣，2020年10月發表的特拉華大學研究跟蹤了與柴油車輛、飛機和燃煤發電廠相關的顆粒物，這些顆粒物也與更多的新冠肺炎死亡病例有關。在研究的480個美國地點中，研究人員發現2020年的顆粒物濃度與前五年相比並沒有顯著降低；事實上，2020年4月與往年相比，儘管汽車出行鋭減，顆粒物濃度更可能比較往年更高。他們推測，原因是商用卡車交通和發電仍然基本不受居家令的影響。

揭示當地封鎖與空氣質量之間的聯繫並不像簡單地比較月與月或年與年的讀數那樣簡單；研究人員必須考慮天氣、監管變化和國外排放的影響。即將進行的研究將深入研究空氣的化學成分。但這些早期發現對城市和州在改善空氣質量方面有一個重要的教訓：專注於汽車排放可能不夠。

“當我們開始整合所有這些研究並瞭解所有的污染物時，我們可以設計出能夠帶來空氣質量和公共健康顯著改善的排放政策，”喬治·華盛頓大學環境與職業健康副教授蘇珊·安恩伯格説。“如果我們搞錯了，可能會產生一些有害影響。”

安恩伯格是一個團隊的一部分，該團隊正在利用衞星測量來跟蹤從交通中的二氧化氮到街區級別的變化，以查看哪些地方的污染仍然頑固地高。她説，已經很明顯，污染減少並沒有在各個城市中均等地感受到，這歸因於諸如天氣、封鎖的嚴重程度以及道路上汽車和卡車的混合等因素。希望這些發現可以幫助監管機構更好地瞭解除了內燃機動力乘用車之外的污染源。

在剖析了天氣等自然因素之後，安恩伯格的研究發現美國城市之間存在着很大的差異。加利福尼亞州的聖何塞和洛杉磯等城市實施了更嚴格的新冠限制，二氧化氮下降超過了30%，而邁阿密、達拉斯和明尼阿波利斯等城市的下降幅度最小，不到12%。

但科學家們越來越深入地研究了空氣中這些排放物的去向。例如，地面臭氧——煙霧的主要成分——是由氮氧化物（NOx）與揮發性有機化合物混合形成的。（在大氣的高空，臭氧具有保護作用，但在地面層會引發健康問題。）即使在2020年，隨着交通減少，NOx的排放量下降，臭氧水平並沒有必然跟隨，使得易受影響的人羣處於風險之中。

“如果我們真的想要減少污染，可能需要不僅僅是居家令。”

研究結果可能受氣象條件（更炎熱的天氣往往會產生更多的臭氧）和國外排放的影響。但封鎖措施展示了化學在其中扮演的重要角色。NOx與臭氧之間存在非線性關係，在一定量下，實際上可以消耗地面層臭氧的生成。蒙大拿大學環境與分析化學助理教授陸虎表示，這種關係在市中心地區尤為重要，那裏更多的尾氣煙氣會聚集。

“我們在疫情期間看到這些漂亮的衞星圖像顯示城市地區的NOx更少，”陸説。“但現在是什麼在消耗臭氧呢？從科學角度來看，驗證這一點很重要，但這也是一個關於空氣化學的教育機會。”

這引起了人們對臭氧方程的另一面的關注：從工廠到交通到樹木等各種來源產生的揮發性有機化合物（VOCs）。一系列新興的研究顯示，個人護理產品如洗髮水和護膚霜會釋放出大量的VOC雲，新洗完澡的通勤者上班時，這些產品可能在交通高峯時段臭氧生成中發揮與汽車本身一樣重要的作用。美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的研究化學家傑西卡·吉爾曼表示，封鎖期間是一個獨特的機會，可以研究非機動車源釋放的VOC以及它們如何與其他排放物混合。

她的團隊正在分析在科羅拉多州博爾德的美國國家海洋和大氣管理局總部以及其他城市收集的空氣樣本，目標是讓監管機構更好地瞭解他們的污染策略背後的化學成分。甚至知道方程式的哪一邊 —— NOx 還是 VOCs —— 對臭氧的貢獻更大，都可以幫助監管機構保護公共健康。（例如，一些研究顯示，洛杉磯可能已經進入了一個以NOx為限制因素的環境，進一步減少交通和發電廠排放將對臭氧減少至關重要。）

“這不僅僅是一個讓人驚歎的變化，我們可以把 Covid 時期視為城市經濟中汽車減少的一個縮影，”吉爾曼説。“我們正在瞭解，如果我們不對 VOCs 採取任何行動，你可能不會得到物有所值。”

顆粒物，或者説是灰塵，讀數也帶來了一個謎題。這種污染物可以附着在肺部並通過血液傳播，直接從發電廠、工廠、野火甚至道路和輪胎排放，但也可能是其他污染物的化學反應的結果。研究來自華盛頓大學的研究發現，關於顆粒物污染並沒有明確的故事：加利福尼亞的顆粒物水平在居家令期間穩步上升，而紐約州的顆粒物水平在交通和經濟模式隨着封鎖限制而改變的情況下保持了驚人的一致。研究作者布金·貝克布拉特説，這表明顆粒物的複雜性意味着“如果我們真的想要降低污染，可能需要不僅僅是居家令。”

對於監管機構來説，現在的問題是如何處理所有這些新數據。加利福尼亞空氣資源委員會的一位發言人表示，該機構不指望“顯著改變大幅減少氮氧化物排放是必要的”這一立場，以滿足聯邦空氣質量標準。

非營利組織東北協調空氣使用管理州的執行董事保羅·米勒表示，他對氮氧化物水平大幅下降感到鼓舞，即使臭氧沒有跟隨下降。他表示，這些發現只是加強了公共衞生需要全力以赴應對每一個可能的污染源。

“這告訴我我們需要繼續努力，”米勒説。“我認為我們現在需要儘可能地清除每一絲氮氧化物，以滿足我們的健康標準，也許我們必須在其他領域認識到這一點。我們正在朝着正確的方向前進。”