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科学家绘制全球大城市污染地图

  泰国首都曼谷灰霾弥漫。图片来源:Neinzahn/iStockphoto

  想逃离空气中的氨,那么,别去尼日利亚拉各斯或印度德里。如果你下决心避免臭氧,那么,名单上可能还要加上中国北京、巴基斯坦卡拉奇和美国洛杉矶。根据对与空气污染相关的4种主要气体——氨、甲酸、甲醇和臭氧的分析报告,这些地方是全球空气污染最严重的城市。这些发现将有助科学家更好地了解地理和其他当地因素如何影响空气质量。

  “为了阻止人口日益增长对公共健康造成的影响,更好地了解是什么正在造成空气污染非常重要。”美国哥伦比亚大学并未参加此项研究的环境科学家Miriam Marlier说。

  空气质量差会导致包括呼吸系统和心血管疾病在内的各种健康问题。但测量大气质量存在难度:很多城市,尤其是发展中国家的城市,缺乏地面和空中感应器以及训练有素的人员用以反复监测大面积地区的大气状况。

  为此,美国马萨诸塞州莱克星顿环境咨询公司大气与环境研究的遥感学家Karen Cady-Pereira,决定用卫星研究全球18个“超大型城市”(人口超过1000万或更多)的都市圈空气污染状况。从2013年开始,她和研究团队利用美国宇航局(NASA)测量地球大气的“先兆”卫星载荷的对流层放射光谱仪,测量了这些城市的氨、甲酸、甲醇和臭氧水平。“先兆”大约每16天会经过这些大城市上空一次。由于空气质量一天中总在变化,因此这非常重要。他们还收集了同样的大气状况的观察资料,这意味着不同城市的数据可以进行精确对比。

  该团队发现卡拉奇是全球臭氧最高的超大城市。在1年多收集的近300次检测结果中,该市约1/3的时间超过了研究人员认为“有害”的臭氧标准——臭氧会导致烟雾。其他城市的臭氧也不低。但在氨气(一种会形成引发肺病的空气粒子的气体)水平上,一些城市则较高:印度加尔各答47.1%的时间超过了“有害”标准,孟加拉国首都达卡51.6%的时间超过标准,而德里73.5%的时间超过标准。氨气来自于牲畜粪便和化肥,在被农业活动围绕的城市中更为普遍。

  研究人员正开始分析数据结果,并继续收集其他气体的数据。到目前为止,他们已经得出了一个结论:森林野火、垃圾焚烧、生物质燃烧以及用火清理农作物残留等均与拉各斯和墨西哥等城市有害气体的季节性增高有关,其相关成果即将发表于《大气化学和物理》杂志。

  该团队还发现,与较差空气质量相关的臭氧、氨、甲醇和甲酸水平在墨西哥市每年3月和6月就会增加。而那正是焚烧清理农业耕地、种植新作物的时间。他们的研究数据表明两者间存在联系。2013年5月初的一次极端污染事件与该市西南部火灾时间相一致。在蓬勃发展的拉各斯市,4种气体均比墨西哥市水平更高,该市正在克服不稳定的电网和垃圾处理方式的有限选择。“任何买得起柴油发电机的人都有一台,污染非常严重。”Cady-Pereira说,“人们还会燃烧垃圾。”

  地形也扮演着一定角色。墨西哥市北、东、西部的山脉像一道自然的屏障,阻挡了不远处焚烧过程中排放的气体和粒子。在拉各斯,赤道附近的烈日驱动着生成臭氧的化学反应。此外,这座海滨城市上方反复吹来吹去的海风也困住了污染。

  Cady-Pereira和团队正在日益增长的数据集中寻找更多模式。他们目前正在监测阿根廷布宜诺斯艾利斯上空非同寻常高的氨气水平。她表示那里大规模的屠宰业可能是罪魁祸首。“(这些地图)让我们可以更深入地进行研究。”Cady-Pereira说。

  延伸阅读:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2017/3/321917.shtm?id=321917(胡晓梅选编)

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