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野火與農業肥料:臭氧汙染的新元兇

近年來,野火和農業肥料的使用已成為臭氧汙染的主要來源,甚至與汽車和工廠排放的化學物質不相上下。這些新興汙染源正在改變大氣的化學組成,並可能使現有的空氣汙染標準難以達成。

加州大學戴維斯分校的大氣化學家伊恩·法盧納(Ian Faloona)指出:「我們正進入一個新的空氣汙染時代。」他和團隊透過分析衛星資料和地面觀測,發現美國西南部主要空氣盆地中的臭氧水平正因土壤和野火排放的含氮臭氧前驅物(統稱為「NOx」)而持續上升。這些NOx排放量已與汽車和工廠等人為汙染源相當。

地面臭氧通常來自其他主要汙染物與陽光和停滯空氣的反應,並與多種健康問題相關,包括呼吸道疾病、生殖問題、早逝和某些癌症。因此,自1970年代以來,美國環境保護署(EPA)已將其列為六大主要空氣汙染物之一。儘管臭氧標準已多次下調,但法盧納指出,未來排放的估計忽略了農業排放和野火等巨大來源。

儘管法規限制了人為汙染源的NOx排放,但自2015年以來,衛星資料顯示加州偏遠地區的NOx水平正在上升。法盧納發現,這與近年來野火活動的激增以及氣候變暖和肥料使用增加導致的土壤排放有關。

野火對臭氧汙染的影響不僅限於加州。從今年初洛杉磯的毀滅性大火到近期南卡羅來納州和長島的災情,野火已對全美多地造成嚴重影響。儘管加州不同空氣盆地的臭氧水平在過去幾十年有所下降,但仍持續高於EPA的環境空氣質量標準。

華盛頓大學的氣候學家丹·賈菲(Dan Jaffe)的研究顯示,在高野火年份,超過國家空氣質量臭氧標準的天數會增加一倍。然而,野火煙霧和肥料排放對臭氧汙染的具體貢獻一直難以量化。

法盧納開發了一種方法來追蹤臭氧的來源,並發現了一個根本性的轉變:過去幾十年臭氧水平的持續下降趨勢已停滯。儘管大部分臭氧(64至70 ppb)仍來自太平洋以外的來源,但受管制的汽車和工業排放已大幅減少。相比之下,野火和土壤排放的影響則增加了1至7 ppb,佔超標臭氧的50%。

這些數字看似微小,但在試圖將臭氧水平控制在70 ppb以下時,每一點都至關重要。研究顯示,野火和農業土壤等未受管制的臭氧前驅物來源,對美國西南部大多數城市地區的汙染貢獻已與傳統人為汙染源相當。

然而,部分資料並未被納入臭氧治理的計算中。例如,EPA允許各州在計算臭氧合規性時排除由特殊事件(如野火)引起的資料。但由於證明某一天受煙霧影響的過程過於複雜,各州很少使用這項規則。賈菲指出:「如果我們將汙染責任歸咎於錯誤的物件,整個系統就會崩潰。」