深吸一口氣,在一次吸入的空氣中,你的肺吸入了大約25乘以一百萬的六次方個分子。其中的化合物,有幾天前剛産生的,也有過去數十億年前形成的。實際上,你呼吸的許多分子很可能已經由無數的前人呼吸過了。所以我們到底在呼吸什麼?
約78%的地球大氣是由地殼深處火山活動産生的氮氣。第二個主要成分是氧氣,占了地球空氣的 21%。雖然氧分子的存在時間與地球的海洋一樣長,但直到海洋中的微生物進化,氧氣才被産生。剩下的是占空氣0.93%的氩氣,氩由鉀放射性衰變形成的分子,存在于地球的大氣層、地殼和地核中。
總之,所有這些氣體占了你每次呼吸 99.93%的成分。空氣中也可能含有一些水蒸氣,這要看你在什麼地方。變數最大的是剩下的成分,剩下0.07%中物質的組合就千變萬化了。這一點點空氣由無數小顆粒組成,包括花粉、真菌孢子和某些液體,以及甲烷和二氧化碳等微量氣體。這些組合會由地區的不同而發生巨大變化。但無論你身在何處,你每次呼吸的0.07%很可能含有人造污染物,包括可能導緻肺部疾病、癌症、甚至DNA損傷的有毒物質。
已知的污染物種類繁多,它們分為兩大類。一類是原始污染物。這些有毒化合物由人或大自然産生。然而,人們很少注意到他們是怎麼産生的。一些大型工廠排放的大部分都是水蒸氣,其中會混入少量污染物。相反,燃燒木材或糞便會産生多環芳烴和與多種癌症有關的危險化合物,這種化合物還會導緻長期的DNA損傷。
污染物會與不同地區的氣候和地形相互作用,這讓化合物能夠保持在當地,也有可能讓它們傳播到數公裡之外。當這些分子在空氣中傳播時,就會發生變化。由氧氣和陽光形成的氧化劑這種天然化合物能夠分解污染物。有時,這些相互作用會使污染物更容易被雨水沖走。但在其他情況下,它們會導緻産生毒性更大的二次污染物。例如,當工廠燒煤時,它們會釋放高濃度的硫氧化物。這些分子氧化形成硫酸鹽,與空氣中的水蒸氣凝結就會形成一層細顆粒,這會降低能見度并導緻嚴重的肺損傷。這種所謂的硫磺氣體在20世紀的倫敦造成了重大損失,現在中國的北部城市也受到侵害。
自從汽車問世以來,另一種二次污染物已成為了焦點。燃燒化石燃料的汽車排放尾氣,會釋放氮氧化物和碳氫化合物,這些物質會發生反應生成臭氧。雖然高層大氣中的一些臭氧幫助保護我們,免受紫外線的傷害。但在地面上,這種氣體可以與二次顆粒物一起産生光化學煙霧。一些人口稠密的城市正被這種棕色的霧覆蓋,使人們視力受限、呼吸危險。它還在大氣中吸收熱量而導緻氣候變化。
近幾十年來,工業活動導緻各種微量氣體排放大幅飙升,極大地改變了我們所有人呼吸的空氣。許多地方已經做出了應對措施。自1980年代以來生産的大多數汽車都配備了催化式排氣淨化器,這能減少一氧化碳和氮氧化物的排放。
而今天,像北京這樣的地方正在與霧霾作鬥争。将我們的能源基礎設施電氣化、限制汽車排放。雖然遠離化石燃料是必不可少的,但對于空氣污染來說沒有萬能的補救措施。不同地區需要針對當地污染物,來制定不同的措施來應對。
因為無論你住在哪裡,我們都分享着同樣的空氣。
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